lib/librte_eal/linuxapp/eal/eal_memalloc.c

   1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2  * Copyright(c) 2017-2018 Intel Corporation
   3  */
   4
   5 #define _FILE_OFFSET_BITS 64
   6 #include <errno.h>
   7 #include <stdarg.h>
   8 #include <stdbool.h>
   9 #include <stdlib.h>
  10 #include <stdio.h>
  11 #include <stdint.h>
  12 #include <inttypes.h>
  13 #include <string.h>
  14 #include <sys/mman.h>
  15 #include <sys/types.h>
  16 #include <sys/stat.h>
  17 #include <sys/queue.h>
  18 #include <sys/file.h>
  19 #include <unistd.h>
  20 #include <limits.h>
  21 #include <fcntl.h>
  22 #include <sys/ioctl.h>
  23 #include <sys/time.h>
  24 #include <signal.h>
  25 #include <setjmp.h>
  26 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
  27 #include <numa.h>
  28 #include <numaif.h>
  29 #endif
  30 #include <linux/falloc.h>
  31 #include <linux/mman.h> /* for hugetlb-related mmap flags */
  32
  33 #include <rte_common.h>
  34 #include <rte_log.h>
  35 #include <rte_eal_memconfig.h>
  36 #include <rte_eal.h>
  37 #include <rte_errno.h>
  38 #include <rte_memory.h>
  39 #include <rte_spinlock.h>
  40
  41 #include "eal_filesystem.h"
  42 #include "eal_internal_cfg.h"
  43 #include "eal_memalloc.h"
  44 #include "eal_private.h"
  45
  46 const int anonymous_hugepages_supported =
  47 #ifdef MAP_HUGE_SHIFT
  48                 1;
  49 #define RTE_MAP_HUGE_SHIFT MAP_HUGE_SHIFT
  50 #else
  51                 0;
  52 #define RTE_MAP_HUGE_SHIFT 26
  53 #endif
  54
  55 /*
  56  * we don't actually care if memfd itself is supported - we only need to check
  57  * if memfd supports hugetlbfs, as that already implies memfd support.
  58  *
  59  * also, this is not a constant, because while we may be *compiled* with memfd
  60  * hugetlbfs support, we might not be *running* on a system that supports memfd
  61  * and/or memfd with hugetlbfs, so we need to be able to adjust this flag at
  62  * runtime, and fall back to anonymous memory.
  63  */
  64 static int memfd_create_supported =
  65 #ifdef MFD_HUGETLB
  66 #define MEMFD_SUPPORTED
  67                 1;
  68 #else
  69                 0;
  70 #endif
  71
  72 /*
  73  * not all kernel version support fallocate on hugetlbfs, so fall back to
  74  * ftruncate and disallow deallocation if fallocate is not supported.
  75  */
  76 static int fallocate_supported = -1; /* unknown */
  77
  78 /*
  79  * we have two modes - single file segments, and file-per-page mode.
  80  *
  81  * for single-file segments, we need some kind of mechanism to keep track of
  82  * which hugepages can be freed back to the system, and which cannot. we cannot
  83  * use flock() because they don't allow locking parts of a file, and we cannot
  84  * use fcntl() due to issues with their semantics, so we will have to rely on a
  85  * bunch of lockfiles for each page. so, we will use 'fds' array to keep track
  86  * of per-page lockfiles. we will store the actual segment list fd in the
  87  * 'memseg_list_fd' field.
  88  *
  89  * for file-per-page mode, each page will have its own fd, so 'memseg_list_fd'
  90  * will be invalid (set to -1), and we'll use 'fds' to keep track of page fd's.
  91  *
  92  * we cannot know how many pages a system will have in advance, but we do know
  93  * that they come in lists, and we know lengths of these lists. so, simply store
  94  * a malloc'd array of fd's indexed by list and segment index.
  95  *
  96  * they will be initialized at startup, and filled as we allocate/deallocate
  97  * segments.
  98  */
  99 static struct {
 100         int *fds; /**< dynamically allocated array of segment lock fd's */
 101         int memseg_list_fd; /**< memseg list fd */
 102         int len; /**< total length of the array */
 103         int count; /**< entries used in an array */
 104 } fd_list[RTE_MAX_MEMSEG_LISTS];
 105
 106 /** local copy of a memory map, used to synchronize memory hotplug in MP */
 107 static struct rte_memseg_list local_memsegs[RTE_MAX_MEMSEG_LISTS];
 108
 109 static sigjmp_buf huge_jmpenv;
 110
 111 static void __rte_unused huge_sigbus_handler(int signo __rte_unused)
 112 {
 113         siglongjmp(huge_jmpenv, 1);
 114 }
 115
 116 /* Put setjmp into a wrap method to avoid compiling error. Any non-volatile,
 117  * non-static local variable in the stack frame calling sigsetjmp might be
 118  * clobbered by a call to longjmp.
 119  */
 120 static int __rte_unused huge_wrap_sigsetjmp(void)
 121 {
 122         return sigsetjmp(huge_jmpenv, 1);
 123 }
 124
 125 static struct sigaction huge_action_old;
 126 static int huge_need_recover;
 127
 128 static void __rte_unused
 129 huge_register_sigbus(void)
 130 {
 131         sigset_t mask;
 132         struct sigaction action;
 133
 134         sigemptyset(&mask);
 135         sigaddset(&mask, SIGBUS);
 136         action.sa_flags = 0;
 137         action.sa_mask = mask;
 138         action.sa_handler = huge_sigbus_handler;
 139
 140         huge_need_recover = !sigaction(SIGBUS, &action, &huge_action_old);
 141 }
 142
 143 static void __rte_unused
 144 huge_recover_sigbus(void)
 145 {
 146         if (huge_need_recover) {
 147                 sigaction(SIGBUS, &huge_action_old, NULL);
 148                 huge_need_recover = 0;
 149         }
 150 }
 151
 152 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
 153 static bool
 154 check_numa(void)
 155 {
 156         bool ret = true;
 157         /* Check if kernel supports NUMA. */
 158         if (numa_available() != 0) {
 159                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "NUMA is not supported.\n");
 160                 ret = false;
 161         }
 162         return ret;
 163 }
 164
 165 static void
 166 prepare_numa(int *oldpolicy, struct bitmask *oldmask, int socket_id)
 167 {
 168         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "Trying to obtain current memory policy.\n");
 169         if (get_mempolicy(oldpolicy, oldmask->maskp,
 170                           oldmask->size + 1, 0, 0) < 0) {
 171                 RTE_LOG(ERR, EAL,
 172                         "Failed to get current mempolicy: %s. "
 173                         "Assuming MPOL_DEFAULT.\n", strerror(errno));
 174                 oldpolicy = MPOL_DEFAULT;
 175         }
 176         RTE_LOG(DEBUG, EAL,
 177                 "Setting policy MPOL_PREFERRED for socket %d\n",
 178                 socket_id);
 179         numa_set_preferred(socket_id);
 180 }
 181
 182 static void
 183 restore_numa(int *oldpolicy, struct bitmask *oldmask)
 184 {
 185         RTE_LOG(DEBUG, EAL,
 186                 "Restoring previous memory policy: %d\n", *oldpolicy);
 187         if (*oldpolicy == MPOL_DEFAULT) {
 188                 numa_set_localalloc();
 189         } else if (set_mempolicy(*oldpolicy, oldmask->maskp,
 190                                  oldmask->size + 1) < 0) {
 191                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Failed to restore mempolicy: %s\n",
 192                         strerror(errno));
 193                 numa_set_localalloc();
 194         }
 195         numa_free_cpumask(oldmask);
 196 }
 197 #endif
 198
 199 /*
 200  * uses fstat to report the size of a file on disk
 201  */
 202 static off_t
 203 get_file_size(int fd)
 204 {
 205         struct stat st;
 206         if (fstat(fd, &st) < 0)
 207                 return 0;
 208         return st.st_size;
 209 }
 210
 211 static inline uint32_t
 212 bsf64(uint64_t v)
 213 {
 214         return (uint32_t)__builtin_ctzll(v);
 215 }
 216
 217 static inline uint32_t
 218 log2_u64(uint64_t v)
 219 {
 220         if (v == 0)
 221                 return 0;
 222         v = rte_align64pow2(v);
 223         return bsf64(v);
 224 }
 225
 226 static int
 227 pagesz_flags(uint64_t page_sz)
 228 {
 229         /* as per mmap() manpage, all page sizes are log2 of page size
 230          * shifted by MAP_HUGE_SHIFT
 231          */
 232         int log2 = log2_u64(page_sz);
 233         return log2 << RTE_MAP_HUGE_SHIFT;
 234 }
 235
 236 /* returns 1 on successful lock, 0 on unsuccessful lock, -1 on error */
 237 static int lock(int fd, int type)
 238 {
 239         int ret;
 240
 241         /* flock may be interrupted */
 242         do {
 243                 ret = flock(fd, type | LOCK_NB);
 244         } while (ret && errno == EINTR);
 245
 246         if (ret && errno == EWOULDBLOCK) {
 247                 /* couldn't lock */
 248                 return 0;
 249         } else if (ret) {
 250                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): error calling flock(): %s\n",
 251                         __func__, strerror(errno));
 252                 return -1;
 253         }
 254         /* lock was successful */
 255         return 1;
 256 }
 257
 258 static int get_segment_lock_fd(int list_idx, int seg_idx)
 259 {
 260         char path[PATH_MAX] = {0};
 261         int fd;
 262
 263         if (list_idx < 0 || list_idx >= (int)RTE_DIM(fd_list))
 264                 return -1;
 265         if (seg_idx < 0 || seg_idx >= fd_list[list_idx].len)
 266                 return -1;
 267
 268         fd = fd_list[list_idx].fds[seg_idx];
 269         /* does this lock already exist? */
 270         if (fd >= 0)
 271                 return fd;
 272
 273         eal_get_hugefile_lock_path(path, sizeof(path),
 274                         list_idx * RTE_MAX_MEMSEG_PER_LIST + seg_idx);
 275
 276         fd = open(path, O_CREAT | O_RDWR, 0660);
 277         if (fd < 0) {
 278                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): error creating lockfile '%s': %s\n",
 279                         __func__, path, strerror(errno));
 280                 return -1;
 281         }
 282         /* take out a read lock */
 283         if (lock(fd, LOCK_SH) != 1) {
 284                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): failed to take out a readlock on '%s': %s\n",
 285                         __func__, path, strerror(errno));
 286                 close(fd);
 287                 return -1;
 288         }
 289         /* store it for future reference */
 290         fd_list[list_idx].fds[seg_idx] = fd;
 291         fd_list[list_idx].count++;
 292         return fd;
 293 }
 294
 295 static int unlock_segment(int list_idx, int seg_idx)
 296 {
 297         int fd, ret;
 298
 299         if (list_idx < 0 || list_idx >= (int)RTE_DIM(fd_list))
 300                 return -1;
 301         if (seg_idx < 0 || seg_idx >= fd_list[list_idx].len)
 302                 return -1;
 303
 304         fd = fd_list[list_idx].fds[seg_idx];
 305
 306         /* upgrade lock to exclusive to see if we can remove the lockfile */
 307         ret = lock(fd, LOCK_EX);
 308         if (ret == 1) {
 309                 /* we've succeeded in taking exclusive lock, this lockfile may
 310                  * be removed.
 311                  */
 312                 char path[PATH_MAX] = {0};
 313                 eal_get_hugefile_lock_path(path, sizeof(path),
 314                                 list_idx * RTE_MAX_MEMSEG_PER_LIST + seg_idx);
 315                 if (unlink(path)) {
 316                         RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): error removing lockfile '%s': %s\n",
 317                                         __func__, path, strerror(errno));
 318                 }
 319         }
 320         /* we don't want to leak the fd, so even if we fail to lock, close fd
 321          * and remove it from list anyway.
 322          */
 323         close(fd);
 324         fd_list[list_idx].fds[seg_idx] = -1;
 325         fd_list[list_idx].count--;
 326
 327         if (ret < 0)
 328                 return -1;
 329         return 0;
 330 }
 331
 332 static int
 333 get_seg_memfd(struct hugepage_info *hi __rte_unused,
 334                 unsigned int list_idx __rte_unused,
 335                 unsigned int seg_idx __rte_unused)
 336 {
 337 #ifdef MEMFD_SUPPORTED
 338         int fd;
 339         char segname[250]; /* as per manpage, limit is 249 bytes plus null */
 340
 341         if (internal_config.single_file_segments) {
 342                 fd = fd_list[list_idx].memseg_list_fd;
 343
 344                 if (fd < 0) {
 345                         int flags = MFD_HUGETLB | pagesz_flags(hi->hugepage_sz);
 346
 347                         snprintf(segname, sizeof(segname), "seg_%i", list_idx);
 348                         fd = memfd_create(segname, flags);
 349                         if (fd < 0) {
 350                                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): memfd create failed: %s\n",
 351                                         __func__, strerror(errno));
 352                                 return -1;
 353                         }
 354                         fd_list[list_idx].memseg_list_fd = fd;
 355                 }
 356         } else {
 357                 fd = fd_list[list_idx].fds[seg_idx];
 358
 359                 if (fd < 0) {
 360                         int flags = MFD_HUGETLB | pagesz_flags(hi->hugepage_sz);
 361
 362                         snprintf(segname, sizeof(segname), "seg_%i-%i",
 363                                         list_idx, seg_idx);
 364                         fd = memfd_create(segname, flags);
 365                         if (fd < 0) {
 366                                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): memfd create failed: %s\n",
 367                                         __func__, strerror(errno));
 368                                 return -1;
 369                         }
 370                         fd_list[list_idx].fds[seg_idx] = fd;
 371                 }
 372         }
 373         return fd;
 374 #endif
 375         return -1;
 376 }
 377
 378 static int
 379 get_seg_fd(char *path, int buflen, struct hugepage_info *hi,
 380                 unsigned int list_idx, unsigned int seg_idx)
 381 {
 382         int fd;
 383
 384         /* for in-memory mode, we only make it here when we're sure we support
 385          * memfd, and this is a special case.
 386          */
 387         if (internal_config.in_memory)
 388                 return get_seg_memfd(hi, list_idx, seg_idx);
 389
 390         if (internal_config.single_file_segments) {
 391                 /* create a hugepage file path */
 392                 eal_get_hugefile_path(path, buflen, hi->hugedir, list_idx);
 393
 394                 fd = fd_list[list_idx].memseg_list_fd;
 395
 396                 if (fd < 0) {
 397                         fd = open(path, O_CREAT | O_RDWR, 0600);
 398                         if (fd < 0) {
 399                                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): open failed: %s\n",
 400                                         __func__, strerror(errno));
 401                                 return -1;
 402                         }
 403                         /* take out a read lock and keep it indefinitely */
 404                         if (lock(fd, LOCK_SH) < 0) {
 405                                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): lock failed: %s\n",
 406                                         __func__, strerror(errno));
 407                                 close(fd);
 408                                 return -1;
 409                         }
 410                         fd_list[list_idx].memseg_list_fd = fd;
 411                 }
 412         } else {
 413                 /* create a hugepage file path */
 414                 eal_get_hugefile_path(path, buflen, hi->hugedir,
 415                                 list_idx * RTE_MAX_MEMSEG_PER_LIST + seg_idx);
 416
 417                 fd = fd_list[list_idx].fds[seg_idx];
 418
 419                 if (fd < 0) {
 420                         fd = open(path, O_CREAT | O_RDWR, 0600);
 421                         if (fd < 0) {
 422                                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): open failed: %s\n",
 423                                         __func__, strerror(errno));
 424                                 return -1;
 425                         }
 426                         /* take out a read lock */
 427                         if (lock(fd, LOCK_SH) < 0) {
 428                                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): lock failed: %s\n",
 429                                         __func__, strerror(errno));
 430                                 close(fd);
 431                                 return -1;
 432                         }
 433                         fd_list[list_idx].fds[seg_idx] = fd;
 434                 }
 435         }
 436         return fd;
 437 }
 438
 439 static int
 440 resize_hugefile(int fd, char *path, int list_idx, int seg_idx,
 441                 uint64_t fa_offset, uint64_t page_sz, bool grow)
 442 {
 443         bool again = false;
 444
 445         /* in-memory mode is a special case, because we don't need to perform
 446          * any locking, and we can be sure that fallocate() is supported.
 447          */
 448         if (internal_config.in_memory) {
 449                 int flags = grow ? 0 : FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |
 450                                 FALLOC_FL_KEEP_SIZE;
 451                 int ret;
 452
 453                 /* grow or shrink the file */
 454                 ret = fallocate(fd, flags, fa_offset, page_sz);
 455
 456                 if (ret < 0) {
 457                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): fallocate() failed: %s\n",
 458                                         __func__,
 459                                         strerror(errno));
 460                         return -1;
 461                 }
 462                 /* increase/decrease total segment count */
 463                 fd_list[list_idx].count += (grow ? 1 : -1);
 464                 if (!grow && fd_list[list_idx].count == 0) {
 465                         close(fd_list[list_idx].memseg_list_fd);
 466                         fd_list[list_idx].memseg_list_fd = -1;
 467                 }
 468                 return 0;
 469         }
 470
 471         do {
 472                 if (fallocate_supported == 0) {
 473                         /* we cannot deallocate memory if fallocate() is not
 474                          * supported, and hugepage file is already locked at
 475                          * creation, so no further synchronization needed.
 476                          */
 477
 478                         if (!grow) {
 479                                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): fallocate not supported, not freeing page back to the system\n",
 480                                         __func__);
 481                                 return -1;
 482                         }
 483                         uint64_t new_size = fa_offset + page_sz;
 484                         uint64_t cur_size = get_file_size(fd);
 485
 486                         /* fallocate isn't supported, fall back to ftruncate */
 487                         if (new_size > cur_size &&
 488                                         ftruncate(fd, new_size) < 0) {
 489                                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): ftruncate() failed: %s\n",
 490                                         __func__, strerror(errno));
 491                                 return -1;
 492                         }
 493                 } else {
 494                         int flags = grow ? 0 : FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |
 495                                         FALLOC_FL_KEEP_SIZE;
 496                         int ret, lock_fd;
 497
 498                         /* if fallocate() is supported, we need to take out a
 499                          * read lock on allocate (to prevent other processes
 500                          * from deallocating this page), and take out a write
 501                          * lock on deallocate (to ensure nobody else is using
 502                          * this page).
 503                          *
 504                          * read locks on page itself are already taken out at
 505                          * file creation, in get_seg_fd().
 506                          *
 507                          * we cannot rely on simple use of flock() call, because
 508                          * we need to be able to lock a section of the file,
 509                          * and we cannot use fcntl() locks, because of numerous
 510                          * problems with their semantics, so we will use
 511                          * deterministically named lock files for each section
 512                          * of the file.
 513                          *
 514                          * if we're shrinking the file, we want to upgrade our
 515                          * lock from shared to exclusive.
 516                          *
 517                          * lock_fd is an fd for a lockfile, not for the segment
 518                          * list.
 519                          */
 520                         lock_fd = get_segment_lock_fd(list_idx, seg_idx);
 521
 522                         if (!grow) {
 523                                 /* we are using this lockfile to determine
 524                                  * whether this particular page is locked, as we
 525                                  * are in single file segments mode and thus
 526                                  * cannot use regular flock() to get this info.
 527                                  *
 528                                  * we want to try and take out an exclusive lock
 529                                  * on the lock file to determine if we're the
 530                                  * last ones using this page, and if not, we
 531                                  * won't be shrinking it, and will instead exit
 532                                  * prematurely.
 533                                  */
 534                                 ret = lock(lock_fd, LOCK_EX);
 535
 536                                 /* drop the lock on the lockfile, so that even
 537                                  * if we couldn't shrink the file ourselves, we
 538                                  * are signalling to other processes that we're
 539                                  * no longer using this page.
 540                                  */
 541                                 if (unlock_segment(list_idx, seg_idx))
 542                                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Could not unlock segment\n");
 543
 544                                 /* additionally, if this was the last lock on
 545                                  * this segment list, we can safely close the
 546                                  * page file fd, so that one of the processes
 547                                  * could then delete the file after shrinking.
 548                                  */
 549                                 if (ret < 1 && fd_list[list_idx].count == 0) {
 550                                         close(fd);
 551                                         fd_list[list_idx].memseg_list_fd = -1;
 552                                 }
 553
 554                                 if (ret < 0) {
 555                                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Could not lock segment\n");
 556                                         return -1;
 557                                 }
 558                                 if (ret == 0)
 559                                         /* failed to lock, not an error. */
 560                                         return 0;
 561                         }
 562
 563                         /* grow or shrink the file */
 564                         ret = fallocate(fd, flags, fa_offset, page_sz);
 565
 566                         if (ret < 0) {
 567                                 if (fallocate_supported == -1 &&
 568                                                 errno == ENOTSUP) {
 569                                         RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): fallocate() not supported, hugepage deallocation will be disabled\n",
 570                                                 __func__);
 571                                         again = true;
 572                                         fallocate_supported = 0;
 573                                 } else {
 574                                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): fallocate() failed: %s\n",
 575                                                 __func__,
 576                                                 strerror(errno));
 577                                         return -1;
 578                                 }
 579                         } else {
 580                                 fallocate_supported = 1;
 581
 582                                 /* we've grew/shrunk the file, and we hold an
 583                                  * exclusive lock now. check if there are no
 584                                  * more segments active in this segment list,
 585                                  * and remove the file if there aren't.
 586                                  */
 587                                 if (fd_list[list_idx].count == 0) {
 588                                         if (unlink(path))
 589                                                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): unlinking '%s' failed: %s\n",
 590                                                         __func__, path,
 591                                                         strerror(errno));
 592                                         close(fd);
 593                                         fd_list[list_idx].memseg_list_fd = -1;
 594                                 }
 595                         }
 596                 }
 597         } while (again);
 598         return 0;
 599 }
 600
 601 static int
 602 alloc_seg(struct rte_memseg *ms, void *addr, int socket_id,
 603                 struct hugepage_info *hi, unsigned int list_idx,
 604                 unsigned int seg_idx)
 605 {
 606 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
 607         int cur_socket_id = 0;
 608 #endif
 609         uint64_t map_offset;
 610         rte_iova_t iova;
 611         void *va;
 612         char path[PATH_MAX];
 613         int ret = 0;
 614         int fd;
 615         size_t alloc_sz;
 616         int flags;
 617         void *new_addr;
 618
 619         alloc_sz = hi->hugepage_sz;
 620
 621         /* these are checked at init, but code analyzers don't know that */
 622         if (internal_config.in_memory && !anonymous_hugepages_supported) {
 623                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Anonymous hugepages not supported, in-memory mode cannot allocate memory\n");
 624                 return -1;
 625         }
 626         if (internal_config.in_memory && !memfd_create_supported &&
 627                         internal_config.single_file_segments) {
 628                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Single-file segments are not supported without memfd support\n");
 629                 return -1;
 630         }
 631
 632         /* in-memory without memfd is a special case */
 633         int mmap_flags;
 634
 635         if (internal_config.in_memory && !memfd_create_supported) {
 636                 int pagesz_flag, flags;
 637
 638                 pagesz_flag = pagesz_flags(alloc_sz);
 639                 flags = pagesz_flag | MAP_HUGETLB | MAP_FIXED |
 640                                 MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS;
 641                 fd = -1;
 642                 mmap_flags = flags;
 643
 644                 /* single-file segments codepath will never be active
 645                  * here because in-memory mode is incompatible with the
 646                  * fallback path, and it's stopped at EAL initialization
 647                  * stage.
 648                  */
 649                 map_offset = 0;
 650         } else {
 651                 /* takes out a read lock on segment or segment list */
 652                 fd = get_seg_fd(path, sizeof(path), hi, list_idx, seg_idx);
 653                 if (fd < 0) {
 654                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Couldn't get fd on hugepage file\n");
 655                         return -1;
 656                 }
 657
 658                 if (internal_config.single_file_segments) {
 659                         map_offset = seg_idx * alloc_sz;
 660                         ret = resize_hugefile(fd, path, list_idx, seg_idx,
 661                                         map_offset, alloc_sz, true);
 662                         if (ret < 0)
 663                                 goto resized;
 664                 } else {
 665                         map_offset = 0;
 666                         if (ftruncate(fd, alloc_sz) < 0) {
 667                                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): ftruncate() failed: %s\n",
 668                                         __func__, strerror(errno));
 669                                 goto resized;
 670                         }
 671                         if (internal_config.hugepage_unlink &&
 672                                         !internal_config.in_memory) {
 673                                 if (unlink(path)) {
 674                                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): unlink() failed: %s\n",
 675                                                 __func__, strerror(errno));
 676                                         goto resized;
 677                                 }
 678                         }
 679                 }
 680                 mmap_flags = MAP_SHARED | MAP_POPULATE | MAP_FIXED;
 681         }
 682
 683         /*
 684          * map the segment, and populate page tables, the kernel fills
 685          * this segment with zeros if it's a new page.
 686          */
 687         va = mmap(addr, alloc_sz, PROT_READ | PROT_WRITE, mmap_flags, fd,
 688                         map_offset);
 689
 690         if (va == MAP_FAILED) {
 691                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): mmap() failed: %s\n", __func__,
 692                         strerror(errno));
 693                 /* mmap failed, but the previous region might have been
 694                  * unmapped anyway. try to remap it
 695                  */
 696                 goto unmapped;
 697         }
 698         if (va != addr) {
 699                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): wrong mmap() address\n", __func__);
 700                 munmap(va, alloc_sz);
 701                 goto resized;
 702         }
 703
 704         /* In linux, hugetlb limitations, like cgroup, are
 705          * enforced at fault time instead of mmap(), even
 706          * with the option of MAP_POPULATE. Kernel will send
 707          * a SIGBUS signal. To avoid to be killed, save stack
 708          * environment here, if SIGBUS happens, we can jump
 709          * back here.
 710          */
 711         if (huge_wrap_sigsetjmp()) {
 712                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "SIGBUS: Cannot mmap more hugepages of size %uMB\n",
 713                         (unsigned int)(alloc_sz >> 20));
 714                 goto mapped;
 715         }
 716
 717         /* we need to trigger a write to the page to enforce page fault and
 718          * ensure that page is accessible to us, but we can't overwrite value
 719          * that is already there, so read the old value, and write itback.
 720          * kernel populates the page with zeroes initially.
 721          */
 722         *(volatile int *)addr = *(volatile int *)addr;
 723
 724         iova = rte_mem_virt2iova(addr);
 725         if (iova == RTE_BAD_PHYS_ADDR) {
 726                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): can't get IOVA addr\n",
 727                         __func__);
 728                 goto mapped;
 729         }
 730
 731 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
 732         move_pages(getpid(), 1, &addr, NULL, &cur_socket_id, 0);
 733
 734         if (cur_socket_id != socket_id) {
 735                 RTE_LOG(DEBUG, EAL,
 736                                 "%s(): allocation happened on wrong socket (wanted %d, got %d)\n",
 737                         __func__, socket_id, cur_socket_id);
 738                 goto mapped;
 739         }
 740 #endif
 741
 742         ms->addr = addr;
 743         ms->hugepage_sz = alloc_sz;
 744         ms->len = alloc_sz;
 745         ms->nchannel = rte_memory_get_nchannel();
 746         ms->nrank = rte_memory_get_nrank();
 747         ms->iova = iova;
 748         ms->socket_id = socket_id;
 749
 750         return 0;
 751
 752 mapped:
 753         munmap(addr, alloc_sz);
 754 unmapped:
 755         flags = MAP_FIXED;
 756         new_addr = eal_get_virtual_area(addr, &alloc_sz, alloc_sz, 0, flags);
 757         if (new_addr != addr) {
 758                 if (new_addr != NULL)
 759                         munmap(new_addr, alloc_sz);
 760                 /* we're leaving a hole in our virtual address space. if
 761                  * somebody else maps this hole now, we could accidentally
 762                  * override it in the future.
 763                  */
 764                 RTE_LOG(CRIT, EAL, "Can't mmap holes in our virtual address space\n");
 765         }
 766 resized:
 767         /* some codepaths will return negative fd, so exit early */
 768         if (fd < 0)
 769                 return -1;
 770
 771         if (internal_config.single_file_segments) {
 772                 resize_hugefile(fd, path, list_idx, seg_idx, map_offset,
 773                                 alloc_sz, false);
 774                 /* ignore failure, can't make it any worse */
 775         } else {
 776                 /* only remove file if we can take out a write lock */
 777                 if (internal_config.hugepage_unlink == 0 &&
 778                                 internal_config.in_memory == 0 &&
 779                                 lock(fd, LOCK_EX) == 1)
 780                         unlink(path);
 781                 close(fd);
 782                 fd_list[list_idx].fds[seg_idx] = -1;
 783         }
 784         return -1;
 785 }
 786
 787 static int
 788 free_seg(struct rte_memseg *ms, struct hugepage_info *hi,
 789                 unsigned int list_idx, unsigned int seg_idx)
 790 {
 791         uint64_t map_offset;
 792         char path[PATH_MAX];
 793         int fd, ret = 0;
 794         bool exit_early;
 795
 796         /* erase page data */
 797         memset(ms->addr, 0, ms->len);
 798
 799         if (mmap(ms->addr, ms->len, PROT_READ,
 800                         MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS | MAP_FIXED, -1, 0) ==
 801                                 MAP_FAILED) {
 802                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "couldn't unmap page\n");
 803                 return -1;
 804         }
 805
 806         exit_early = false;
 807
 808         /* if we're using anonymous hugepages, nothing to be done */
 809         if (internal_config.in_memory && !memfd_create_supported)
 810                 exit_early = true;
 811
 812         /* if we've already unlinked the page, nothing needs to be done */
 813         if (!internal_config.in_memory && internal_config.hugepage_unlink)
 814                 exit_early = true;
 815
 816         if (exit_early) {
 817                 memset(ms, 0, sizeof(*ms));
 818                 return 0;
 819         }
 820
 821         /* if we are not in single file segments mode, we're going to unmap the
 822          * segment and thus drop the lock on original fd, but hugepage dir is
 823          * now locked so we can take out another one without races.
 824          */
 825         fd = get_seg_fd(path, sizeof(path), hi, list_idx, seg_idx);
 826         if (fd < 0)
 827                 return -1;
 828
 829         if (internal_config.single_file_segments) {
 830                 map_offset = seg_idx * ms->len;
 831                 if (resize_hugefile(fd, path, list_idx, seg_idx, map_offset,
 832                                 ms->len, false))
 833                         return -1;
 834                 ret = 0;
 835         } else {
 836                 /* if we're able to take out a write lock, we're the last one
 837                  * holding onto this page.
 838                  */
 839                 if (!internal_config.in_memory) {
 840                         ret = lock(fd, LOCK_EX);
 841                         if (ret >= 0) {
 842                                 /* no one else is using this page */
 843                                 if (ret == 1)
 844                                         unlink(path);
 845                         }
 846                 }
 847                 /* closing fd will drop the lock */
 848                 close(fd);
 849                 fd_list[list_idx].fds[seg_idx] = -1;
 850         }
 851
 852         memset(ms, 0, sizeof(*ms));
 853
 854         return ret < 0 ? -1 : 0;
 855 }
 856
 857 struct alloc_walk_param {
 858         struct hugepage_info *hi;
 859         struct rte_memseg **ms;
 860         size_t page_sz;
 861         unsigned int segs_allocated;
 862         unsigned int n_segs;
 863         int socket;
 864         bool exact;
 865 };
 866 static int
 867 alloc_seg_walk(const struct rte_memseg_list *msl, void *arg)
 868 {
 869         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 870         struct alloc_walk_param *wa = arg;
 871         struct rte_memseg_list *cur_msl;
 872         size_t page_sz;
 873         int cur_idx, start_idx, j, dir_fd = -1;
 874         unsigned int msl_idx, need, i;
 875
 876         if (msl->page_sz != wa->page_sz)
 877                 return 0;
 878         if (msl->socket_id != wa->socket)
 879                 return 0;
 880
 881         page_sz = (size_t)msl->page_sz;
 882
 883         msl_idx = msl - mcfg->memsegs;
 884         cur_msl = &mcfg->memsegs[msl_idx];
 885
 886         need = wa->n_segs;
 887
 888         /* try finding space in memseg list */
 889         cur_idx = rte_fbarray_find_next_n_free(&cur_msl->memseg_arr, 0, need);
 890         if (cur_idx < 0)
 891                 return 0;
 892         start_idx = cur_idx;
 893
 894         /* do not allow any page allocations during the time we're allocating,
 895          * because file creation and locking operations are not atomic,
 896          * and we might be the first or the last ones to use a particular page,
 897          * so we need to ensure atomicity of every operation.
 898          *
 899          * during init, we already hold a write lock, so don't try to take out
 900          * another one.
 901          */
 902         if (wa->hi->lock_descriptor == -1 && !internal_config.in_memory) {
 903                 dir_fd = open(wa->hi->hugedir, O_RDONLY);
 904                 if (dir_fd < 0) {
 905                         RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): Cannot open '%s': %s\n",
 906                                 __func__, wa->hi->hugedir, strerror(errno));
 907                         return -1;
 908                 }
 909                 /* blocking writelock */
 910                 if (flock(dir_fd, LOCK_EX)) {
 911                         RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): Cannot lock '%s': %s\n",
 912                                 __func__, wa->hi->hugedir, strerror(errno));
 913                         close(dir_fd);
 914                         return -1;
 915                 }
 916         }
 917
 918         for (i = 0; i < need; i++, cur_idx++) {
 919                 struct rte_memseg *cur;
 920                 void *map_addr;
 921
 922                 cur = rte_fbarray_get(&cur_msl->memseg_arr, cur_idx);
 923                 map_addr = RTE_PTR_ADD(cur_msl->base_va,
 924                                 cur_idx * page_sz);
 925
 926                 if (alloc_seg(cur, map_addr, wa->socket, wa->hi,
 927                                 msl_idx, cur_idx)) {
 928                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "attempted to allocate %i segments, but only %i were allocated\n",
 929                                 need, i);
 930
 931                         /* if exact number wasn't requested, stop */
 932                         if (!wa->exact)
 933                                 goto out;
 934
 935                         /* clean up */
 936                         for (j = start_idx; j < cur_idx; j++) {
 937                                 struct rte_memseg *tmp;
 938                                 struct rte_fbarray *arr =
 939                                                 &cur_msl->memseg_arr;
 940
 941                                 tmp = rte_fbarray_get(arr, j);
 942                                 rte_fbarray_set_free(arr, j);
 943
 944                                 /* free_seg may attempt to create a file, which
 945                                  * may fail.
 946                                  */
 947                                 if (free_seg(tmp, wa->hi, msl_idx, j))
 948                                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "Cannot free page\n");
 949                         }
 950                         /* clear the list */
 951                         if (wa->ms)
 952                                 memset(wa->ms, 0, sizeof(*wa->ms) * wa->n_segs);
 953
 954                         if (dir_fd >= 0)
 955                                 close(dir_fd);
 956                         return -1;
 957                 }
 958                 if (wa->ms)
 959                         wa->ms[i] = cur;
 960
 961                 rte_fbarray_set_used(&cur_msl->memseg_arr, cur_idx);
 962         }
 963 out:
 964         wa->segs_allocated = i;
 965         if (i > 0)
 966                 cur_msl->version++;
 967         if (dir_fd >= 0)
 968                 close(dir_fd);
 969         return 1;
 970 }
 971
 972 struct free_walk_param {
 973         struct hugepage_info *hi;
 974         struct rte_memseg *ms;
 975 };
 976 static int
 977 free_seg_walk(const struct rte_memseg_list *msl, void *arg)
 978 {
 979         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 980         struct rte_memseg_list *found_msl;
 981         struct free_walk_param *wa = arg;
 982         uintptr_t start_addr, end_addr;
 983         int msl_idx, seg_idx, ret, dir_fd = -1;
 984
 985         start_addr = (uintptr_t) msl->base_va;
 986         end_addr = start_addr + msl->len;
 987
 988         if ((uintptr_t)wa->ms->addr < start_addr ||
 989                         (uintptr_t)wa->ms->addr >= end_addr)
 990                 return 0;
 991
 992         msl_idx = msl - mcfg->memsegs;
 993         seg_idx = RTE_PTR_DIFF(wa->ms->addr, start_addr) / msl->page_sz;
 994
 995         /* msl is const */
 996         found_msl = &mcfg->memsegs[msl_idx];
 997
 998         /* do not allow any page allocations during the time we're freeing,
 999          * because file creation and locking operations are not atomic,
1000          * and we might be the first or the last ones to use a particular page,
1001          * so we need to ensure atomicity of every operation.
1002          *
1003          * during init, we already hold a write lock, so don't try to take out
1004          * another one.
1005          */
1006         if (wa->hi->lock_descriptor == -1 && !internal_config.in_memory) {
1007                 dir_fd = open(wa->hi->hugedir, O_RDONLY);
1008                 if (dir_fd < 0) {
1009                         RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): Cannot open '%s': %s\n",
1010                                 __func__, wa->hi->hugedir, strerror(errno));
1011                         return -1;
1012                 }
1013                 /* blocking writelock */
1014                 if (flock(dir_fd, LOCK_EX)) {
1015                         RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): Cannot lock '%s': %s\n",
1016                                 __func__, wa->hi->hugedir, strerror(errno));
1017                         close(dir_fd);
1018                         return -1;
1019                 }
1020         }
1021
1022         found_msl->version++;
1023
1024         rte_fbarray_set_free(&found_msl->memseg_arr, seg_idx);
1025
1026         ret = free_seg(wa->ms, wa->hi, msl_idx, seg_idx);
1027
1028         if (dir_fd >= 0)
1029                 close(dir_fd);
1030
1031         if (ret < 0)
1032                 return -1;
1033
1034         return 1;
1035 }
1036
1037 int
1038 eal_memalloc_alloc_seg_bulk(struct rte_memseg **ms, int n_segs, size_t page_sz,
1039                 int socket, bool exact)
1040 {
1041         int i, ret = -1;
1042 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
1043         bool have_numa = false;
1044         int oldpolicy;
1045         struct bitmask *oldmask;
1046 #endif
1047         struct alloc_walk_param wa;
1048         struct hugepage_info *hi = NULL;
1049
1050         memset(&wa, 0, sizeof(wa));
1051
1052         /* dynamic allocation not supported in legacy mode */
1053         if (internal_config.legacy_mem)
1054                 return -1;
1055
1056         for (i = 0; i < (int) RTE_DIM(internal_config.hugepage_info); i++) {
1057                 if (page_sz ==
1058                                 internal_config.hugepage_info[i].hugepage_sz) {
1059                         hi = &internal_config.hugepage_info[i];
1060                         break;
1061                 }
1062         }
1063         if (!hi) {
1064                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): can't find relevant hugepage_info entry\n",
1065                         __func__);
1066                 return -1;
1067         }
1068
1069 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
1070         if (check_numa()) {
1071                 oldmask = numa_allocate_nodemask();
1072                 prepare_numa(&oldpolicy, oldmask, socket);
1073                 have_numa = true;
1074         }
1075 #endif
1076
1077         wa.exact = exact;
1078         wa.hi = hi;
1079         wa.ms = ms;
1080         wa.n_segs = n_segs;
1081         wa.page_sz = page_sz;
1082         wa.socket = socket;
1083         wa.segs_allocated = 0;
1084
1085         /* memalloc is locked, so it's safe to use thread-unsafe version */
1086         ret = rte_memseg_list_walk_thread_unsafe(alloc_seg_walk, &wa);
1087         if (ret == 0) {
1088                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): couldn't find suitable memseg_list\n",
1089                         __func__);
1090                 ret = -1;
1091         } else if (ret > 0) {
1092                 ret = (int)wa.segs_allocated;
1093         }
1094
1095 #ifdef RTE_EAL_NUMA_AWARE_HUGEPAGES
1096         if (have_numa)
1097                 restore_numa(&oldpolicy, oldmask);
1098 #endif
1099         return ret;
1100 }
1101
1102 struct rte_memseg *
1103 eal_memalloc_alloc_seg(size_t page_sz, int socket)
1104 {
1105         struct rte_memseg *ms;
1106         if (eal_memalloc_alloc_seg_bulk(&ms, 1, page_sz, socket, true) < 0)
1107                 return NULL;
1108         /* return pointer to newly allocated memseg */
1109         return ms;
1110 }
1111
1112 int
1113 eal_memalloc_free_seg_bulk(struct rte_memseg **ms, int n_segs)
1114 {
1115         int seg, ret = 0;
1116
1117         /* dynamic free not supported in legacy mode */
1118         if (internal_config.legacy_mem)
1119                 return -1;
1120
1121         for (seg = 0; seg < n_segs; seg++) {
1122                 struct rte_memseg *cur = ms[seg];
1123                 struct hugepage_info *hi = NULL;
1124                 struct free_walk_param wa;
1125                 int i, walk_res;
1126
1127                 /* if this page is marked as unfreeable, fail */
1128                 if (cur->flags & RTE_MEMSEG_FLAG_DO_NOT_FREE) {
1129                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "Page is not allowed to be freed\n");
1130                         ret = -1;
1131                         continue;
1132                 }
1133
1134                 memset(&wa, 0, sizeof(wa));
1135
1136                 for (i = 0; i < (int)RTE_DIM(internal_config.hugepage_info);
1137                                 i++) {
1138                         hi = &internal_config.hugepage_info[i];
1139                         if (cur->hugepage_sz == hi->hugepage_sz)
1140                                 break;
1141                 }
1142                 if (i == (int)RTE_DIM(internal_config.hugepage_info)) {
1143                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Can't find relevant hugepage_info entry\n");
1144                         ret = -1;
1145                         continue;
1146                 }
1147
1148                 wa.ms = cur;
1149                 wa.hi = hi;
1150
1151                 /* memalloc is locked, so it's safe to use thread-unsafe version
1152                  */
1153                 walk_res = rte_memseg_list_walk_thread_unsafe(free_seg_walk,
1154                                 &wa);
1155                 if (walk_res == 1)
1156                         continue;
1157                 if (walk_res == 0)
1158                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Couldn't find memseg list\n");
1159                 ret = -1;
1160         }
1161         return ret;
1162 }
1163
1164 int
1165 eal_memalloc_free_seg(struct rte_memseg *ms)
1166 {
1167         /* dynamic free not supported in legacy mode */
1168         if (internal_config.legacy_mem)
1169                 return -1;
1170
1171         return eal_memalloc_free_seg_bulk(&ms, 1);
1172 }
1173
1174 static int
1175 sync_chunk(struct rte_memseg_list *primary_msl,
1176                 struct rte_memseg_list *local_msl, struct hugepage_info *hi,
1177                 unsigned int msl_idx, bool used, int start, int end)
1178 {
1179         struct rte_fbarray *l_arr, *p_arr;
1180         int i, ret, chunk_len, diff_len;
1181
1182         l_arr = &local_msl->memseg_arr;
1183         p_arr = &primary_msl->memseg_arr;
1184
1185         /* we need to aggregate allocations/deallocations into bigger chunks,
1186          * as we don't want to spam the user with per-page callbacks.
1187          *
1188          * to avoid any potential issues, we also want to trigger
1189          * deallocation callbacks *before* we actually deallocate
1190          * memory, so that the user application could wrap up its use
1191          * before it goes away.
1192          */
1193
1194         chunk_len = end - start;
1195
1196         /* find how many contiguous pages we can map/unmap for this chunk */
1197         diff_len = used ?
1198                         rte_fbarray_find_contig_free(l_arr, start) :
1199                         rte_fbarray_find_contig_used(l_arr, start);
1200
1201         /* has to be at least one page */
1202         if (diff_len < 1)
1203                 return -1;
1204
1205         diff_len = RTE_MIN(chunk_len, diff_len);
1206
1207         /* if we are freeing memory, notify the application */
1208         if (!used) {
1209                 struct rte_memseg *ms;
1210                 void *start_va;
1211                 size_t len, page_sz;
1212
1213                 ms = rte_fbarray_get(l_arr, start);
1214                 start_va = ms->addr;
1215                 page_sz = (size_t)primary_msl->page_sz;
1216                 len = page_sz * diff_len;
1217
1218                 eal_memalloc_mem_event_notify(RTE_MEM_EVENT_FREE,
1219                                 start_va, len);
1220         }
1221
1222         for (i = 0; i < diff_len; i++) {
1223                 struct rte_memseg *p_ms, *l_ms;
1224                 int seg_idx = start + i;
1225
1226                 l_ms = rte_fbarray_get(l_arr, seg_idx);
1227                 p_ms = rte_fbarray_get(p_arr, seg_idx);
1228
1229                 if (l_ms == NULL || p_ms == NULL)
1230                         return -1;
1231
1232                 if (used) {
1233                         ret = alloc_seg(l_ms, p_ms->addr,
1234                                         p_ms->socket_id, hi,
1235                                         msl_idx, seg_idx);
1236                         if (ret < 0)
1237                                 return -1;
1238                         rte_fbarray_set_used(l_arr, seg_idx);
1239                 } else {
1240                         ret = free_seg(l_ms, hi, msl_idx, seg_idx);
1241                         rte_fbarray_set_free(l_arr, seg_idx);
1242                         if (ret < 0)
1243                                 return -1;
1244                 }
1245         }
1246
1247         /* if we just allocated memory, notify the application */
1248         if (used) {
1249                 struct rte_memseg *ms;
1250                 void *start_va;
1251                 size_t len, page_sz;
1252
1253                 ms = rte_fbarray_get(l_arr, start);
1254                 start_va = ms->addr;
1255                 page_sz = (size_t)primary_msl->page_sz;
1256                 len = page_sz * diff_len;
1257
1258                 eal_memalloc_mem_event_notify(RTE_MEM_EVENT_ALLOC,
1259                                 start_va, len);
1260         }
1261
1262         /* calculate how much we can advance until next chunk */
1263         diff_len = used ?
1264                         rte_fbarray_find_contig_used(l_arr, start) :
1265                         rte_fbarray_find_contig_free(l_arr, start);
1266         ret = RTE_MIN(chunk_len, diff_len);
1267
1268         return ret;
1269 }
1270
1271 static int
1272 sync_status(struct rte_memseg_list *primary_msl,
1273                 struct rte_memseg_list *local_msl, struct hugepage_info *hi,
1274                 unsigned int msl_idx, bool used)
1275 {
1276         struct rte_fbarray *l_arr, *p_arr;
1277         int p_idx, l_chunk_len, p_chunk_len, ret;
1278         int start, end;
1279
1280         /* this is a little bit tricky, but the basic idea is - walk both lists
1281          * and spot any places where there are discrepancies. walking both lists
1282          * and noting discrepancies in a single go is a hard problem, so we do
1283          * it in two passes - first we spot any places where allocated segments
1284          * mismatch (i.e. ensure that everything that's allocated in the primary
1285          * is also allocated in the secondary), and then we do it by looking at
1286          * free segments instead.
1287          *
1288          * we also need to aggregate changes into chunks, as we have to call
1289          * callbacks per allocation, not per page.
1290          */
1291         l_arr = &local_msl->memseg_arr;
1292         p_arr = &primary_msl->memseg_arr;
1293
1294         if (used)
1295                 p_idx = rte_fbarray_find_next_used(p_arr, 0);
1296         else
1297                 p_idx = rte_fbarray_find_next_free(p_arr, 0);
1298
1299         while (p_idx >= 0) {
1300                 int next_chunk_search_idx;
1301
1302                 if (used) {
1303                         p_chunk_len = rte_fbarray_find_contig_used(p_arr,
1304                                         p_idx);
1305                         l_chunk_len = rte_fbarray_find_contig_used(l_arr,
1306                                         p_idx);
1307                 } else {
1308                         p_chunk_len = rte_fbarray_find_contig_free(p_arr,
1309                                         p_idx);
1310                         l_chunk_len = rte_fbarray_find_contig_free(l_arr,
1311                                         p_idx);
1312                 }
1313                 /* best case scenario - no differences (or bigger, which will be
1314                  * fixed during next iteration), look for next chunk
1315                  */
1316                 if (l_chunk_len >= p_chunk_len) {
1317                         next_chunk_search_idx = p_idx + p_chunk_len;
1318                         goto next_chunk;
1319                 }
1320
1321                 /* if both chunks start at the same point, skip parts we know
1322                  * are identical, and sync the rest. each call to sync_chunk
1323                  * will only sync contiguous segments, so we need to call this
1324                  * until we are sure there are no more differences in this
1325                  * chunk.
1326                  */
1327                 start = p_idx + l_chunk_len;
1328                 end = p_idx + p_chunk_len;
1329                 do {
1330                         ret = sync_chunk(primary_msl, local_msl, hi, msl_idx,
1331                                         used, start, end);
1332                         start += ret;
1333                 } while (start < end && ret >= 0);
1334                 /* if ret is negative, something went wrong */
1335                 if (ret < 0)
1336                         return -1;
1337
1338                 next_chunk_search_idx = p_idx + p_chunk_len;
1339 next_chunk:
1340                 /* skip to end of this chunk */
1341                 if (used) {
1342                         p_idx = rte_fbarray_find_next_used(p_arr,
1343                                         next_chunk_search_idx);
1344                 } else {
1345                         p_idx = rte_fbarray_find_next_free(p_arr,
1346                                         next_chunk_search_idx);
1347                 }
1348         }
1349         return 0;
1350 }
1351
1352 static int
1353 sync_existing(struct rte_memseg_list *primary_msl,
1354                 struct rte_memseg_list *local_msl, struct hugepage_info *hi,
1355                 unsigned int msl_idx)
1356 {
1357         int ret, dir_fd;
1358
1359         /* do not allow any page allocations during the time we're allocating,
1360          * because file creation and locking operations are not atomic,
1361          * and we might be the first or the last ones to use a particular page,
1362          * so we need to ensure atomicity of every operation.
1363          */
1364         dir_fd = open(hi->hugedir, O_RDONLY);
1365         if (dir_fd < 0) {
1366                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): Cannot open '%s': %s\n", __func__,
1367                         hi->hugedir, strerror(errno));
1368                 return -1;
1369         }
1370         /* blocking writelock */
1371         if (flock(dir_fd, LOCK_EX)) {
1372                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): Cannot lock '%s': %s\n", __func__,
1373                         hi->hugedir, strerror(errno));
1374                 close(dir_fd);
1375                 return -1;
1376         }
1377
1378         /* ensure all allocated space is the same in both lists */
1379         ret = sync_status(primary_msl, local_msl, hi, msl_idx, true);
1380         if (ret < 0)
1381                 goto fail;
1382
1383         /* ensure all unallocated space is the same in both lists */
1384         ret = sync_status(primary_msl, local_msl, hi, msl_idx, false);
1385         if (ret < 0)
1386                 goto fail;
1387
1388         /* update version number */
1389         local_msl->version = primary_msl->version;
1390
1391         close(dir_fd);
1392
1393         return 0;
1394 fail:
1395         close(dir_fd);
1396         return -1;
1397 }
1398
1399 static int
1400 sync_walk(const struct rte_memseg_list *msl, void *arg __rte_unused)
1401 {
1402         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
1403         struct rte_memseg_list *primary_msl, *local_msl;
1404         struct hugepage_info *hi = NULL;
1405         unsigned int i;
1406         int msl_idx;
1407
1408         if (msl->external)
1409                 return 0;
1410
1411         msl_idx = msl - mcfg->memsegs;
1412         primary_msl = &mcfg->memsegs[msl_idx];
1413         local_msl = &local_memsegs[msl_idx];
1414
1415         for (i = 0; i < RTE_DIM(internal_config.hugepage_info); i++) {
1416                 uint64_t cur_sz =
1417                         internal_config.hugepage_info[i].hugepage_sz;
1418                 uint64_t msl_sz = primary_msl->page_sz;
1419                 if (msl_sz == cur_sz) {
1420                         hi = &internal_config.hugepage_info[i];
1421                         break;
1422                 }
1423         }
1424         if (!hi) {
1425                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Can't find relevant hugepage_info entry\n");
1426                 return -1;
1427         }
1428
1429         /* if versions don't match, synchronize everything */
1430         if (local_msl->version != primary_msl->version &&
1431                         sync_existing(primary_msl, local_msl, hi, msl_idx))
1432                 return -1;
1433         return 0;
1434 }
1435
1436
1437 int
1438 eal_memalloc_sync_with_primary(void)
1439 {
1440         /* nothing to be done in primary */
1441         if (rte_eal_process_type() == RTE_PROC_PRIMARY)
1442                 return 0;
1443
1444         /* memalloc is locked, so it's safe to call thread-unsafe version */
1445         if (rte_memseg_list_walk_thread_unsafe(sync_walk, NULL))
1446                 return -1;
1447         return 0;
1448 }
1449
1450 static int
1451 secondary_msl_create_walk(const struct rte_memseg_list *msl,
1452                 void *arg __rte_unused)
1453 {
1454         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
1455         struct rte_memseg_list *primary_msl, *local_msl;
1456         char name[PATH_MAX];
1457         int msl_idx, ret;
1458
1459         if (msl->external)
1460                 return 0;
1461
1462         msl_idx = msl - mcfg->memsegs;
1463         primary_msl = &mcfg->memsegs[msl_idx];
1464         local_msl = &local_memsegs[msl_idx];
1465
1466         /* create distinct fbarrays for each secondary */
1467         snprintf(name, RTE_FBARRAY_NAME_LEN, "%s_%i",
1468                 primary_msl->memseg_arr.name, getpid());
1469
1470         ret = rte_fbarray_init(&local_msl->memseg_arr, name,
1471                 primary_msl->memseg_arr.len,
1472                 primary_msl->memseg_arr.elt_sz);
1473         if (ret < 0) {
1474                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot initialize local memory map\n");
1475                 return -1;
1476         }
1477         local_msl->base_va = primary_msl->base_va;
1478         local_msl->len = primary_msl->len;
1479
1480         return 0;
1481 }
1482
1483 static int
1484 alloc_list(int list_idx, int len)
1485 {
1486         int *data;
1487         int i;
1488
1489         /* ensure we have space to store fd per each possible segment */
1490         data = malloc(sizeof(int) * len);
1491         if (data == NULL) {
1492                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Unable to allocate space for file descriptors\n");
1493                 return -1;
1494         }
1495         /* set all fd's as invalid */
1496         for (i = 0; i < len; i++)
1497                 data[i] = -1;
1498
1499         fd_list[list_idx].fds = data;
1500         fd_list[list_idx].len = len;
1501         fd_list[list_idx].count = 0;
1502         fd_list[list_idx].memseg_list_fd = -1;
1503
1504         return 0;
1505 }
1506
1507 static int
1508 fd_list_create_walk(const struct rte_memseg_list *msl,
1509                 void *arg __rte_unused)
1510 {
1511         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
1512         unsigned int len;
1513         int msl_idx;
1514
1515         if (msl->external)
1516                 return 0;
1517
1518         msl_idx = msl - mcfg->memsegs;
1519         len = msl->memseg_arr.len;
1520
1521         return alloc_list(msl_idx, len);
1522 }
1523
1524 int
1525 eal_memalloc_set_seg_fd(int list_idx, int seg_idx, int fd)
1526 {
1527         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
1528
1529         /* if list is not allocated, allocate it */
1530         if (fd_list[list_idx].len == 0) {
1531                 int len = mcfg->memsegs[list_idx].memseg_arr.len;
1532
1533                 if (alloc_list(list_idx, len) < 0)
1534                         return -ENOMEM;
1535         }
1536         fd_list[list_idx].fds[seg_idx] = fd;
1537
1538         return 0;
1539 }
1540
1541 int
1542 eal_memalloc_get_seg_fd(int list_idx, int seg_idx)
1543 {
1544         int fd;
1545         if (internal_config.single_file_segments) {
1546                 fd = fd_list[list_idx].memseg_list_fd;
1547         } else if (fd_list[list_idx].len == 0) {
1548                 /* list not initialized */
1549                 fd = -1;
1550         } else {
1551                 fd = fd_list[list_idx].fds[seg_idx];
1552         }
1553         if (fd < 0)
1554                 return -ENODEV;
1555         return fd;
1556 }
1557
1558 static int
1559 test_memfd_create(void)
1560 {
1561 #ifdef MEMFD_SUPPORTED
1562         unsigned int i;
1563         for (i = 0; i < internal_config.num_hugepage_sizes; i++) {
1564                 uint64_t pagesz = internal_config.hugepage_info[i].hugepage_sz;
1565                 int pagesz_flag = pagesz_flags(pagesz);
1566                 int flags;
1567
1568                 flags = pagesz_flag | MFD_HUGETLB;
1569                 int fd = memfd_create("test", flags);
1570                 if (fd < 0) {
1571                         /* we failed - let memalloc know this isn't working */
1572                         if (errno == EINVAL) {
1573                                 memfd_create_supported = 0;
1574                                 return 0; /* not supported */
1575                         }
1576
1577                         /* we got other error - something's wrong */
1578                         return -1; /* error */
1579                 }
1580                 close(fd);
1581                 return 1; /* supported */
1582         }
1583 #endif
1584         return 0; /* not supported */
1585 }
1586
1587 int
1588 eal_memalloc_get_seg_fd_offset(int list_idx, int seg_idx, size_t *offset)
1589 {
1590         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
1591
1592         /* fd_list not initialized? */
1593         if (fd_list[list_idx].len == 0)
1594                 return -ENODEV;
1595         if (internal_config.single_file_segments) {
1596                 size_t pgsz = mcfg->memsegs[list_idx].page_sz;
1597
1598                 /* segment not active? */
1599                 if (fd_list[list_idx].memseg_list_fd < 0)
1600                         return -ENOENT;
1601                 *offset = pgsz * seg_idx;
1602         } else {
1603                 /* segment not active? */
1604                 if (fd_list[list_idx].fds[seg_idx] < 0)
1605                         return -ENOENT;
1606                 *offset = 0;
1607         }
1608         return 0;
1609 }
1610
1611 int
1612 eal_memalloc_init(void)
1613 {
1614         if (rte_eal_process_type() == RTE_PROC_SECONDARY)
1615                 if (rte_memseg_list_walk(secondary_msl_create_walk, NULL) < 0)
1616                         return -1;
1617         if (rte_eal_process_type() == RTE_PROC_PRIMARY &&
1618                         internal_config.in_memory) {
1619                 int mfd_res = test_memfd_create();
1620
1621                 if (mfd_res < 0) {
1622                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Unable to check if memfd is supported\n");
1623                         return -1;
1624                 }
1625                 if (mfd_res == 1)
1626                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "Using memfd for anonymous memory\n");
1627                 else
1628                         RTE_LOG(INFO, EAL, "Using memfd is not supported, falling back to anonymous hugepages\n");
1629
1630                 /* we only support single-file segments mode with in-memory mode
1631                  * if we support hugetlbfs with memfd_create. this code will
1632                  * test if we do.
1633                  */
1634                 if (internal_config.single_file_segments &&
1635                                 mfd_res != 1) {
1636                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Single-file segments mode cannot be used without memfd support\n");
1637                         return -1;
1638                 }
1639                 /* this cannot ever happen but better safe than sorry */
1640                 if (!anonymous_hugepages_supported) {
1641                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Using anonymous memory is not supported\n");
1642                         return -1;
1643                 }
1644         }
1645
1646         /* initialize all of the fd lists */
1647         if (rte_memseg_list_walk(fd_list_create_walk, NULL))
1648                 return -1;
1649         return 0;
1650 }