lib/librte_eal/common/eal_common_memzone.c

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
   5  *   All rights reserved.
   6  *
   7  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  *   modification, are permitted provided that the following conditions
   9  *   are met:
  10  *
  11  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  15  *       the documentation and/or other materials provided with the
  16  *       distribution.
  17  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
  18  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
  19  *       from this software without specific prior written permission.
  20  *
  21  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  22  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  23  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
  24  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
  25  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  26  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  27  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  28  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  29  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  30  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  31  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  32  */
  33
  34 #include <stdlib.h>
  35 #include <stdio.h>
  36 #include <stdint.h>
  37 #include <stdarg.h>
  38 #include <inttypes.h>
  39 #include <string.h>
  40 #include <errno.h>
  41 #include <sys/queue.h>
  42
  43 #include <rte_log.h>
  44 #include <rte_memory.h>
  45 #include <rte_memzone.h>
  46 #include <rte_eal.h>
  47 #include <rte_eal_memconfig.h>
  48 #include <rte_per_lcore.h>
  49 #include <rte_errno.h>
  50 #include <rte_string_fns.h>
  51 #include <rte_common.h>
  52
  53 #include "malloc_heap.h"
  54 #include "malloc_elem.h"
  55 #include "eal_private.h"
  56
  57 static inline const struct rte_memzone *
  58 memzone_lookup_thread_unsafe(const char *name)
  59 {
  60         const struct rte_mem_config *mcfg;
  61         const struct rte_memzone *mz;
  62         unsigned i = 0;
  63
  64         /* get pointer to global configuration */
  65         mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
  66
  67         /*
  68          * the algorithm is not optimal (linear), but there are few
  69          * zones and this function should be called at init only
  70          */
  71         for (i = 0; i < RTE_MAX_MEMZONE; i++) {
  72                 mz = &mcfg->memzone[i];
  73                 if (mz->addr != NULL && !strncmp(name, mz->name, RTE_MEMZONE_NAMESIZE))
  74                         return &mcfg->memzone[i];
  75         }
  76
  77         return NULL;
  78 }
  79
  80 static inline struct rte_memzone *
  81 get_next_free_memzone(void)
  82 {
  83         struct rte_mem_config *mcfg;
  84         unsigned i = 0;
  85
  86         /* get pointer to global configuration */
  87         mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
  88
  89         for (i = 0; i < RTE_MAX_MEMZONE; i++) {
  90                 if (mcfg->memzone[i].addr == NULL)
  91                         return &mcfg->memzone[i];
  92         }
  93
  94         return NULL;
  95 }
  96
  97 /* This function will return the greatest free block if a heap has been
  98  * specified. If no heap has been specified, it will return the heap and
  99  * length of the greatest free block available in all heaps */
 100 static size_t
 101 find_heap_max_free_elem(int *s, unsigned align)
 102 {
 103         struct rte_mem_config *mcfg;
 104         struct rte_malloc_socket_stats stats;
 105         int i, socket = *s;
 106         size_t len = 0;
 107
 108         /* get pointer to global configuration */
 109         mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 110
 111         for (i = 0; i < RTE_MAX_NUMA_NODES; i++) {
 112                 if ((socket != SOCKET_ID_ANY) && (socket != i))
 113                         continue;
 114
 115                 malloc_heap_get_stats(&mcfg->malloc_heaps[i], &stats);
 116                 if (stats.greatest_free_size > len) {
 117                         len = stats.greatest_free_size;
 118                         *s = i;
 119                 }
 120         }
 121
 122         if (len < MALLOC_ELEM_OVERHEAD + align)
 123                 return 0;
 124
 125         return len - MALLOC_ELEM_OVERHEAD - align;
 126 }
 127
 128 static const struct rte_memzone *
 129 memzone_reserve_aligned_thread_unsafe(const char *name, size_t len,
 130                 int socket_id, unsigned flags, unsigned align, unsigned bound)
 131 {
 132         struct rte_memzone *mz;
 133         struct rte_mem_config *mcfg;
 134         size_t requested_len;
 135         int socket, i;
 136
 137         /* get pointer to global configuration */
 138         mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 139
 140         /* no more room in config */
 141         if (mcfg->memzone_cnt >= RTE_MAX_MEMZONE) {
 142                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): No more room in config\n", __func__);
 143                 rte_errno = ENOSPC;
 144                 return NULL;
 145         }
 146
 147         if (strlen(name) > sizeof(mz->name) - 1) {
 148                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): memzone <%s>: name too long\n",
 149                         __func__, name);
 150                 rte_errno = ENAMETOOLONG;
 151                 return NULL;
 152         }
 153
 154         /* zone already exist */
 155         if ((memzone_lookup_thread_unsafe(name)) != NULL) {
 156                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): memzone <%s> already exists\n",
 157                         __func__, name);
 158                 rte_errno = EEXIST;
 159                 return NULL;
 160         }
 161
 162         /* if alignment is not a power of two */
 163         if (align && !rte_is_power_of_2(align)) {
 164                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): Invalid alignment: %u\n", __func__,
 165                                 align);
 166                 rte_errno = EINVAL;
 167                 return NULL;
 168         }
 169
 170         /* alignment less than cache size is not allowed */
 171         if (align < RTE_CACHE_LINE_SIZE)
 172                 align = RTE_CACHE_LINE_SIZE;
 173
 174         /* align length on cache boundary. Check for overflow before doing so */
 175         if (len > SIZE_MAX - RTE_CACHE_LINE_MASK) {
 176                 rte_errno = EINVAL; /* requested size too big */
 177                 return NULL;
 178         }
 179
 180         len += RTE_CACHE_LINE_MASK;
 181         len &= ~((size_t) RTE_CACHE_LINE_MASK);
 182
 183         /* save minimal requested  length */
 184         requested_len = RTE_MAX((size_t)RTE_CACHE_LINE_SIZE,  len);
 185
 186         /* check that boundary condition is valid */
 187         if (bound != 0 && (requested_len > bound || !rte_is_power_of_2(bound))) {
 188                 rte_errno = EINVAL;
 189                 return NULL;
 190         }
 191
 192         if ((socket_id != SOCKET_ID_ANY) &&
 193             (socket_id >= RTE_MAX_NUMA_NODES || socket_id < 0)) {
 194                 rte_errno = EINVAL;
 195                 return NULL;
 196         }
 197
 198         if (!rte_eal_has_hugepages())
 199                 socket_id = SOCKET_ID_ANY;
 200
 201         if (len == 0) {
 202                 if (bound != 0)
 203                         requested_len = bound;
 204                 else {
 205                         requested_len = find_heap_max_free_elem(&socket_id, align);
 206                         if (requested_len == 0) {
 207                                 rte_errno = ENOMEM;
 208                                 return NULL;
 209                         }
 210                 }
 211         }
 212
 213         if (socket_id == SOCKET_ID_ANY)
 214                 socket = malloc_get_numa_socket();
 215         else
 216                 socket = socket_id;
 217
 218         /* allocate memory on heap */
 219         void *mz_addr = malloc_heap_alloc(&mcfg->malloc_heaps[socket], NULL,
 220                         requested_len, flags, align, bound);
 221
 222         if ((mz_addr == NULL) && (socket_id == SOCKET_ID_ANY)) {
 223                 /* try other heaps */
 224                 for (i = 0; i < RTE_MAX_NUMA_NODES; i++) {
 225                         if (socket == i)
 226                                 continue;
 227
 228                         mz_addr = malloc_heap_alloc(&mcfg->malloc_heaps[i],
 229                                         NULL, requested_len, flags, align, bound);
 230                         if (mz_addr != NULL)
 231                                 break;
 232                 }
 233         }
 234
 235         if (mz_addr == NULL) {
 236                 rte_errno = ENOMEM;
 237                 return NULL;
 238         }
 239
 240         struct malloc_elem *elem = malloc_elem_from_data(mz_addr);
 241
 242         /* fill the zone in config */
 243         mz = get_next_free_memzone();
 244
 245         if (mz == NULL) {
 246                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): Cannot find free memzone but there is room "
 247                                 "in config!\n", __func__);
 248                 malloc_elem_free(elem);
 249                 rte_errno = ENOSPC;
 250                 return NULL;
 251         }
 252
 253         mcfg->memzone_cnt++;
 254         snprintf(mz->name, sizeof(mz->name), "%s", name);
 255         mz->iova = rte_malloc_virt2iova(mz_addr);
 256         mz->addr = mz_addr;
 257         mz->len = (requested_len == 0 ? elem->size : requested_len);
 258         mz->hugepage_sz = elem->ms->hugepage_sz;
 259         mz->socket_id = elem->ms->socket_id;
 260         mz->flags = 0;
 261         mz->memseg_id = elem->ms - rte_eal_get_configuration()->mem_config->memseg;
 262
 263         return mz;
 264 }
 265
 266 static const struct rte_memzone *
 267 rte_memzone_reserve_thread_safe(const char *name, size_t len,
 268                                 int socket_id, unsigned flags, unsigned align,
 269                                 unsigned bound)
 270 {
 271         struct rte_mem_config *mcfg;
 272         const struct rte_memzone *mz = NULL;
 273
 274         /* get pointer to global configuration */
 275         mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 276
 277         rte_rwlock_write_lock(&mcfg->mlock);
 278
 279         mz = memzone_reserve_aligned_thread_unsafe(
 280                 name, len, socket_id, flags, align, bound);
 281
 282         rte_rwlock_write_unlock(&mcfg->mlock);
 283
 284         return mz;
 285 }
 286
 287 /*
 288  * Return a pointer to a correctly filled memzone descriptor (with a
 289  * specified alignment and boundary). If the allocation cannot be done,
 290  * return NULL.
 291  */
 292 const struct rte_memzone *
 293 rte_memzone_reserve_bounded(const char *name, size_t len, int socket_id,
 294                             unsigned flags, unsigned align, unsigned bound)
 295 {
 296         return rte_memzone_reserve_thread_safe(name, len, socket_id, flags,
 297                                                align, bound);
 298 }
 299
 300 /*
 301  * Return a pointer to a correctly filled memzone descriptor (with a
 302  * specified alignment). If the allocation cannot be done, return NULL.
 303  */
 304 const struct rte_memzone *
 305 rte_memzone_reserve_aligned(const char *name, size_t len, int socket_id,
 306                             unsigned flags, unsigned align)
 307 {
 308         return rte_memzone_reserve_thread_safe(name, len, socket_id, flags,
 309                                                align, 0);
 310 }
 311
 312 /*
 313  * Return a pointer to a correctly filled memzone descriptor. If the
 314  * allocation cannot be done, return NULL.
 315  */
 316 const struct rte_memzone *
 317 rte_memzone_reserve(const char *name, size_t len, int socket_id,
 318                     unsigned flags)
 319 {
 320         return rte_memzone_reserve_thread_safe(name, len, socket_id,
 321                                                flags, RTE_CACHE_LINE_SIZE, 0);
 322 }
 323
 324 int
 325 rte_memzone_free(const struct rte_memzone *mz)
 326 {
 327         struct rte_mem_config *mcfg;
 328         int ret = 0;
 329         void *addr;
 330         unsigned idx;
 331
 332         if (mz == NULL)
 333                 return -EINVAL;
 334
 335         mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 336
 337         rte_rwlock_write_lock(&mcfg->mlock);
 338
 339         idx = ((uintptr_t)mz - (uintptr_t)mcfg->memzone);
 340         idx = idx / sizeof(struct rte_memzone);
 341
 342         addr = mcfg->memzone[idx].addr;
 343         if (addr == NULL)
 344                 ret = -EINVAL;
 345         else if (mcfg->memzone_cnt == 0) {
 346                 rte_panic("%s(): memzone address not NULL but memzone_cnt is 0!\n",
 347                                 __func__);
 348         } else {
 349                 memset(&mcfg->memzone[idx], 0, sizeof(mcfg->memzone[idx]));
 350                 mcfg->memzone_cnt--;
 351         }
 352
 353         rte_rwlock_write_unlock(&mcfg->mlock);
 354
 355         rte_free(addr);
 356
 357         return ret;
 358 }
 359
 360 /*
 361  * Lookup for the memzone identified by the given name
 362  */
 363 const struct rte_memzone *
 364 rte_memzone_lookup(const char *name)
 365 {
 366         struct rte_mem_config *mcfg;
 367         const struct rte_memzone *memzone = NULL;
 368
 369         mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 370
 371         rte_rwlock_read_lock(&mcfg->mlock);
 372
 373         memzone = memzone_lookup_thread_unsafe(name);
 374
 375         rte_rwlock_read_unlock(&mcfg->mlock);
 376
 377         return memzone;
 378 }
 379
 380 /* Dump all reserved memory zones on console */
 381 void
 382 rte_memzone_dump(FILE *f)
 383 {
 384         struct rte_mem_config *mcfg;
 385         unsigned i = 0;
 386
 387         /* get pointer to global configuration */
 388         mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 389
 390         rte_rwlock_read_lock(&mcfg->mlock);
 391         /* dump all zones */
 392         for (i=0; i<RTE_MAX_MEMZONE; i++) {
 393                 if (mcfg->memzone[i].addr == NULL)
 394                         break;
 395                 fprintf(f, "Zone %u: name:<%s>, IO:0x%"PRIx64", len:0x%zx"
 396                        ", virt:%p, socket_id:%"PRId32", flags:%"PRIx32"\n", i,
 397                        mcfg->memzone[i].name,
 398                        mcfg->memzone[i].iova,
 399                        mcfg->memzone[i].len,
 400                        mcfg->memzone[i].addr,
 401                        mcfg->memzone[i].socket_id,
 402                        mcfg->memzone[i].flags);
 403         }
 404         rte_rwlock_read_unlock(&mcfg->mlock);
 405 }
 406
 407 /*
 408  * Init the memzone subsystem
 409  */
 410 int
 411 rte_eal_memzone_init(void)
 412 {
 413         struct rte_mem_config *mcfg;
 414         const struct rte_memseg *memseg;
 415
 416         /* get pointer to global configuration */
 417         mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 418
 419         /* secondary processes don't need to initialise anything */
 420         if (rte_eal_process_type() == RTE_PROC_SECONDARY)
 421                 return 0;
 422
 423         memseg = rte_eal_get_physmem_layout();
 424         if (memseg == NULL) {
 425                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): Cannot get physical layout\n", __func__);
 426                 return -1;
 427         }
 428
 429         rte_rwlock_write_lock(&mcfg->mlock);
 430
 431         /* delete all zones */
 432         mcfg->memzone_cnt = 0;
 433         memset(mcfg->memzone, 0, sizeof(mcfg->memzone));
 434
 435         rte_rwlock_write_unlock(&mcfg->mlock);
 436
 437         return rte_eal_malloc_heap_init();
 438 }
 439
 440 /* Walk all reserved memory zones */
 441 void rte_memzone_walk(void (*func)(const struct rte_memzone *, void *),
 442                       void *arg)
 443 {
 444         struct rte_mem_config *mcfg;
 445         unsigned i;
 446
 447         mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 448
 449         rte_rwlock_read_lock(&mcfg->mlock);
 450         for (i=0; i<RTE_MAX_MEMZONE; i++) {
 451                 if (mcfg->memzone[i].addr != NULL)
 452                         (*func)(&mcfg->memzone[i], arg);
 453         }
 454         rte_rwlock_read_unlock(&mcfg->mlock);
 455 }