nat: add/del ed_ext_ports only if the table is instantiated
[vpp.git] / src / vppinfra / bihash_template.c
index 882f81c..47e9bd0 100644 (file)
 
 /** @cond DOCUMENTATION_IS_IN_BIHASH_DOC_H */
 
+#ifndef MAP_HUGE_SHIFT
+#define MAP_HUGE_SHIFT 26
+#endif
+
 static inline void *BV (alloc_aligned) (BVT (clib_bihash) * h, uword nbytes)
 {
   uword rv;
@@ -26,23 +30,102 @@ static inline void *BV (alloc_aligned) (BVT (clib_bihash) * h, uword nbytes)
   rv = alloc_arena_next (h);
   alloc_arena_next (h) += nbytes;
 
-  if (rv >= (alloc_arena (h) + alloc_arena_size (h)))
+  if (alloc_arena_next (h) > alloc_arena_size (h))
     os_out_of_memory ();
 
+  if (alloc_arena_next (h) > alloc_arena_mapped (h))
+    {
+      void *base, *rv;
+      uword alloc = alloc_arena_next (h) - alloc_arena_mapped (h);
+      int mmap_flags = MAP_FIXED | MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS;
+      int mmap_flags_huge = (mmap_flags | MAP_HUGETLB |
+                            BIHASH_LOG2_HUGEPAGE_SIZE << MAP_HUGE_SHIFT);
+
+      /* new allocation is 25% of existing one */
+      if (alloc_arena_mapped (h) >> 2 > alloc)
+       alloc = alloc_arena_mapped (h) >> 2;
+
+      /* round allocation to page size */
+      alloc = round_pow2 (alloc, 1 << BIHASH_LOG2_HUGEPAGE_SIZE);
+
+      base = (void *) (uword) (alloc_arena (h) + alloc_arena_mapped (h));
+
+      rv = mmap (base, alloc, PROT_READ | PROT_WRITE, mmap_flags_huge, -1, 0);
+
+      /* fallback - maybe we are still able to allocate normal pages */
+      if (rv == MAP_FAILED)
+       rv = mmap (base, alloc, PROT_READ | PROT_WRITE, mmap_flags, -1, 0);
+
+      if (rv == MAP_FAILED)
+       os_out_of_memory ();
+
+      alloc_arena_mapped (h) += alloc;
+    }
+
   return (void *) (uword) (rv + alloc_arena (h));
 }
 
-
-void BV (clib_bihash_init)
-  (BVT (clib_bihash) * h, char *name, u32 nbuckets, uword memory_size)
+static void BV (clib_bihash_instantiate) (BVT (clib_bihash) * h)
 {
   uword bucket_size;
 
-  nbuckets = 1 << (max_log2 (nbuckets));
+  alloc_arena (h) = clib_mem_vm_reserve (0, h->memory_size,
+                                        BIHASH_LOG2_HUGEPAGE_SIZE);
+  if (alloc_arena (h) == ~0)
+    os_out_of_memory ();
+  alloc_arena_next (h) = 0;
+  alloc_arena_size (h) = h->memory_size;
+  alloc_arena_mapped (h) = 0;
 
-  h->name = (u8 *) name;
-  h->nbuckets = nbuckets;
-  h->log2_nbuckets = max_log2 (nbuckets);
+  bucket_size = h->nbuckets * sizeof (h->buckets[0]);
+
+  if (BIHASH_KVP_AT_BUCKET_LEVEL)
+    bucket_size +=
+      h->nbuckets * BIHASH_KVP_PER_PAGE * sizeof (BVT (clib_bihash_kv));
+
+  h->buckets = BV (alloc_aligned) (h, bucket_size);
+
+  if (BIHASH_KVP_AT_BUCKET_LEVEL)
+    {
+      int i;
+      BVT (clib_bihash_bucket) * b;
+
+      b = h->buckets;
+
+      for (i = 0; i < h->nbuckets; i++)
+       {
+         b->offset = BV (clib_bihash_get_offset) (h, (void *) (b + 1));
+         b->refcnt = 1;
+         /* Mark all elements free */
+         clib_memset ((b + 1), 0xff,
+                      BIHASH_KVP_PER_PAGE * sizeof (BVT (clib_bihash_kv)));
+
+         /* Compute next bucket start address */
+         b = (void *) (((uword) b) + sizeof (*b) +
+                       (BIHASH_KVP_PER_PAGE *
+                        sizeof (BVT (clib_bihash_kv))));
+       }
+    }
+  CLIB_MEMORY_STORE_BARRIER ();
+  h->instantiated = 1;
+}
+
+void BV (clib_bihash_init2) (BVT (clib_bihash_init2_args) * a)
+{
+  int i;
+  void *oldheap;
+  BVT (clib_bihash) * h = a->h;
+
+  a->nbuckets = 1 << (max_log2 (a->nbuckets));
+
+  h->name = (u8 *) a->name;
+  h->nbuckets = a->nbuckets;
+  h->log2_nbuckets = max_log2 (a->nbuckets);
+  h->memory_size = a->memory_size;
+  h->instantiated = 0;
+  h->fmt_fn = a->fmt_fn;
+
+  alloc_arena (h) = 0;
 
   /*
    * Make sure the requested size is rational. The max table
@@ -50,19 +133,50 @@ void BV (clib_bihash_init)
    * If someone starts complaining that's not enough, we can shift
    * the offset by CLIB_LOG2_CACHE_LINE_BYTES...
    */
-  ASSERT (memory_size < (1ULL << BIHASH_BUCKET_OFFSET_BITS));
+  ASSERT (h->memory_size < (1ULL << BIHASH_BUCKET_OFFSET_BITS));
 
-  alloc_arena (h) = (uword) clib_mem_vm_alloc (memory_size);
-  alloc_arena_next (h) = 0;
-  alloc_arena_size (h) = memory_size;
+  /* Add this hash table to the list */
+  if (a->dont_add_to_all_bihash_list == 0)
+    {
+      for (i = 0; i < vec_len (clib_all_bihashes); i++)
+       if (clib_all_bihashes[i] == h)
+         goto do_lock;
+      oldheap = clib_all_bihash_set_heap ();
+      vec_add1 (clib_all_bihashes, (void *) h);
+      clib_mem_set_heap (oldheap);
+    }
 
-  bucket_size = nbuckets * sizeof (h->buckets[0]);
-  h->buckets = BV (alloc_aligned) (h, bucket_size);
+do_lock:
+  if (h->alloc_lock)
+    clib_mem_free ((void *) h->alloc_lock);
 
-  h->alloc_lock = BV (alloc_aligned) (h, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
+  /*
+   * Set up the lock now, so we can use it to make the first add
+   * thread-safe
+   */
+  h->alloc_lock = clib_mem_alloc_aligned (CLIB_CACHE_LINE_BYTES,
+                                         CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
   h->alloc_lock[0] = 0;
 
-  h->fmt_fn = NULL;
+#if BIHASH_LAZY_INSTANTIATE
+  if (a->instantiate_immediately)
+#endif
+    BV (clib_bihash_instantiate) (h);
+}
+
+void BV (clib_bihash_init)
+  (BVT (clib_bihash) * h, char *name, u32 nbuckets, uword memory_size)
+{
+  BVT (clib_bihash_init2_args) _a, *a = &_a;
+
+  memset (a, 0, sizeof (*a));
+
+  a->h = h;
+  a->name = name;
+  a->nbuckets = nbuckets;
+  a->memory_size = memory_size;
+
+  BV (clib_bihash_init2) (a);
 }
 
 #if BIHASH_32_64_SVM
@@ -131,12 +245,12 @@ void BV (clib_bihash_master_init_svm)
                        sizeof (vec_header_t) +
                        BIHASH_FREELIST_LENGTH * sizeof (u64));
   freelist_vh->len = BIHASH_FREELIST_LENGTH;
-  freelist_vh->dlmalloc_header_offset = 0xDEADBEEF;
   h->sh->freelists_as_u64 =
     (u64) BV (clib_bihash_get_offset) (h, freelist_vh->vector_data);
   h->freelists = (void *) (freelist_vh->vector_data);
 
   h->fmt_fn = NULL;
+  h->instantiated = 1;
 }
 
 void BV (clib_bihash_slave_init_svm)
@@ -195,7 +309,14 @@ void BV (clib_bihash_set_kvp_format_fn) (BVT (clib_bihash) * h,
 
 void BV (clib_bihash_free) (BVT (clib_bihash) * h)
 {
+  int i;
+
+  if (PREDICT_FALSE (h->instantiated == 0))
+    goto never_initialized;
+
+  h->instantiated = 0;
   vec_free (h->working_copies);
+  vec_free (h->working_copy_lengths);
 #if BIHASH_32_64_SVM == 0
   vec_free (h->freelists);
 #else
@@ -203,7 +324,18 @@ void BV (clib_bihash_free) (BVT (clib_bihash) * h)
     (void) close (h->memfd);
 #endif
   clib_mem_vm_free ((void *) (uword) (alloc_arena (h)), alloc_arena_size (h));
-  memset (h, 0, sizeof (*h));
+never_initialized:
+  clib_memset (h, 0, sizeof (*h));
+  for (i = 0; i < vec_len (clib_all_bihashes); i++)
+    {
+      if ((void *) h == clib_all_bihashes[i])
+       {
+         vec_delete (clib_all_bihashes, 1, i);
+         return;
+       }
+    }
+  clib_warning ("Couldn't find hash table %llx on clib_all_bihashes...",
+               (u64) (uword) h);
 }
 
 static
@@ -234,7 +366,7 @@ initialize:
    * if we replace (1<<log2_pages) with vec_len(rv).
    * No clue.
    */
-  memset (rv, 0xff, sizeof (*rv) * (1 << log2_pages));
+  clib_memset (rv, 0xff, sizeof (*rv) * (1 << log2_pages));
   return rv;
 }
 
@@ -247,7 +379,7 @@ BV (value_free) (BVT (clib_bihash) * h, BVT (clib_bihash_value) * v,
   ASSERT (vec_len (h->freelists) > log2_pages);
 
   if (CLIB_DEBUG > 0)
-    memset (v, 0xFE, sizeof (*v) * (1 << log2_pages));
+    clib_memset (v, 0xFE, sizeof (*v) * (1 << log2_pages));
 
   v->next_free_as_u64 = (u64) h->freelists[log2_pages];
   h->freelists[log2_pages] = (u64) BV (clib_bihash_get_offset) (h, v);
@@ -291,14 +423,17 @@ BV (make_working_copy) (BVT (clib_bihash) * h, BVT (clib_bihash_bucket) * b)
        (h, sizeof (working_copy[0]) * (1 << b->log2_pages));
       h->working_copy_lengths[thread_index] = b->log2_pages;
       h->working_copies[thread_index] = working_copy;
+
+      BV (clib_bihash_increment_stat) (h, BIHASH_STAT_working_copy_lost,
+                                      1ULL << b->log2_pages);
     }
 
   v = BV (clib_bihash_get_value) (h, b->offset);
 
-  clib_memcpy (working_copy, v, sizeof (*v) * (1 << b->log2_pages));
+  clib_memcpy_fast (working_copy, v, sizeof (*v) * (1 << b->log2_pages));
   working_bucket.as_u64 = b->as_u64;
   working_bucket.offset = BV (clib_bihash_get_offset) (h, working_copy);
-  CLIB_MEMORY_BARRIER ();
+  CLIB_MEMORY_STORE_BARRIER ();
   b->as_u64 = working_bucket.as_u64;
   h->working_copies[thread_index] = working_copy;
 }
@@ -328,8 +463,7 @@ BV (split_and_rehash)
 
       /* rehash the item onto its new home-page */
       new_hash = BV (clib_bihash_hash) (&(old_values->kvp[i]));
-      new_hash >>= h->log2_nbuckets;
-      new_hash &= (1 << new_log2_pages) - 1;
+      new_hash = extract_bits (new_hash, h->log2_nbuckets, new_log2_pages);
       new_v = &new_values[new_hash];
 
       /* Across the new home-page */
@@ -338,8 +472,8 @@ BV (split_and_rehash)
          /* Empty slot */
          if (BV (clib_bihash_is_free) (&(new_v->kvp[j])))
            {
-             clib_memcpy (&(new_v->kvp[j]), &(old_values->kvp[i]),
-                          sizeof (new_v->kvp[j]));
+             clib_memcpy_fast (&(new_v->kvp[j]), &(old_values->kvp[i]),
+                               sizeof (new_v->kvp[j]));
              goto doublebreak;
            }
        }
@@ -383,8 +517,8 @@ BV (split_and_rehash_linear)
          if (BV (clib_bihash_is_free) (&(new_values->kvp[j])))
            {
              /* Copy the old value and move along */
-             clib_memcpy (&(new_values->kvp[j]), &(old_values->kvp[i]),
-                          sizeof (new_values->kvp[j]));
+             clib_memcpy_fast (&(new_values->kvp[j]), &(old_values->kvp[i]),
+                               sizeof (new_values->kvp[j]));
              j++;
              goto doublebreak;
            }
@@ -399,31 +533,52 @@ BV (split_and_rehash_linear)
   return new_values;
 }
 
-static inline int BV (clib_bihash_add_del_inline)
-  (BVT (clib_bihash) * h, BVT (clib_bihash_kv) * add_v, int is_add,
+static_always_inline int BV (clib_bihash_add_del_inline_with_hash)
+  (BVT (clib_bihash) * h, BVT (clib_bihash_kv) * add_v, u64 hash, int is_add,
    int (*is_stale_cb) (BVT (clib_bihash_kv) *, void *), void *arg)
 {
-  u32 bucket_index;
   BVT (clib_bihash_bucket) * b, tmp_b;
   BVT (clib_bihash_value) * v, *new_v, *save_new_v, *working_copy;
   int i, limit;
-  u64 hash, new_hash;
+  u64 new_hash;
   u32 new_log2_pages, old_log2_pages;
   u32 thread_index = os_get_thread_index ();
   int mark_bucket_linear;
   int resplit_once;
 
-  hash = BV (clib_bihash_hash) (add_v);
+  /* *INDENT-OFF* */
+  static const BVT (clib_bihash_bucket) mask = {
+    .linear_search = 1,
+    .log2_pages = -1
+  };
+  /* *INDENT-ON* */
 
-  bucket_index = hash & (h->nbuckets - 1);
-  b = &h->buckets[bucket_index];
+#if BIHASH_LAZY_INSTANTIATE
+  /*
+   * Create the table (is_add=1,2), or flunk the request now (is_add=0)
+   * Use the alloc_lock to protect the instantiate operation.
+   */
+  if (PREDICT_FALSE (h->instantiated == 0))
+    {
+      if (is_add == 0)
+       return (-1);
+
+      BV (clib_bihash_alloc_lock) (h);
+      if (h->instantiated == 0)
+       BV (clib_bihash_instantiate) (h);
+      BV (clib_bihash_alloc_unlock) (h);
+    }
+#else
+  /* Debug image: make sure the table has been instantiated */
+  ASSERT (h->instantiated != 0);
+#endif
 
-  hash >>= h->log2_nbuckets;
+  b = BV (clib_bihash_get_bucket) (h, hash);
 
   BV (clib_bihash_lock_bucket) (b);
 
   /* First elt in the bucket? */
-  if (BV (clib_bihash_bucket_is_empty) (b))
+  if (BIHASH_KVP_AT_BUCKET_LEVEL == 0 && BV (clib_bihash_bucket_is_empty) (b))
     {
       if (is_add == 0)
        {
@@ -439,10 +594,11 @@ static inline int BV (clib_bihash_add_del_inline)
       tmp_b.as_u64 = 0;                /* clears bucket lock */
       tmp_b.offset = BV (clib_bihash_get_offset) (h, v);
       tmp_b.refcnt = 1;
-      CLIB_MEMORY_BARRIER ();
+      CLIB_MEMORY_STORE_BARRIER ();
+
+      b->as_u64 = tmp_b.as_u64;        /* unlocks the bucket */
+      BV (clib_bihash_increment_stat) (h, BIHASH_STAT_alloc_add, 1);
 
-      b->as_u64 = tmp_b.as_u64;
-      BV (clib_bihash_unlock_bucket) (b);
       return (0);
     }
 
@@ -450,9 +606,13 @@ static inline int BV (clib_bihash_add_del_inline)
   limit = BIHASH_KVP_PER_PAGE;
   v = BV (clib_bihash_get_value) (h, b->offset);
 
-  v += (b->linear_search == 0) ? hash & ((1 << b->log2_pages) - 1) : 0;
-  if (b->linear_search)
-    limit <<= b->log2_pages;
+  if (PREDICT_FALSE (b->as_u64 & mask.as_u64))
+    {
+      if (PREDICT_FALSE (b->linear_search))
+       limit <<= b->log2_pages;
+      else
+       v += extract_bits (hash, h->log2_nbuckets, b->log2_pages);
+    }
 
   if (is_add)
     {
@@ -469,11 +629,19 @@ static inline int BV (clib_bihash_add_del_inline)
        */
       for (i = 0; i < limit; i++)
        {
-         if (!memcmp (&(v->kvp[i]), &add_v->key, sizeof (add_v->key)))
+         if (BV (clib_bihash_key_compare) (v->kvp[i].key, add_v->key))
            {
-             CLIB_MEMORY_BARRIER ();   /* Add a delay */
-             clib_memcpy (&(v->kvp[i]), add_v, sizeof (*add_v));
+             /* Add but do not overwrite? */
+             if (is_add == 2)
+               {
+                 BV (clib_bihash_unlock_bucket) (b);
+                 return (-2);
+               }
+
+             clib_memcpy_fast (&(v->kvp[i].value),
+                               &add_v->value, sizeof (add_v->value));
              BV (clib_bihash_unlock_bucket) (b);
+             BV (clib_bihash_increment_stat) (h, BIHASH_STAT_replace, 1);
              return (0);
            }
        }
@@ -488,13 +656,15 @@ static inline int BV (clib_bihash_add_del_inline)
               * Copy the value first, so that if a reader manages
               * to match the new key, the value will be right...
               */
-             clib_memcpy (&(v->kvp[i].value),
-                          &add_v->value, sizeof (add_v->value));
-             CLIB_MEMORY_BARRIER ();   /* Make sure the value has settled */
-             clib_memcpy (&(v->kvp[i]), &add_v->key, sizeof (add_v->key));
+             clib_memcpy_fast (&(v->kvp[i].value),
+                               &add_v->value, sizeof (add_v->value));
+             CLIB_MEMORY_STORE_BARRIER ();     /* Make sure the value has settled */
+             clib_memcpy_fast (&(v->kvp[i]), &add_v->key,
+                               sizeof (add_v->key));
              b->refcnt++;
              ASSERT (b->refcnt > 0);
              BV (clib_bihash_unlock_bucket) (b);
+             BV (clib_bihash_increment_stat) (h, BIHASH_STAT_add, 1);
              return (0);
            }
        }
@@ -505,9 +675,10 @@ static inline int BV (clib_bihash_add_del_inline)
            {
              if (is_stale_cb (&(v->kvp[i]), arg))
                {
-                 CLIB_MEMORY_BARRIER ();
-                 clib_memcpy (&(v->kvp[i]), add_v, sizeof (*add_v));
+                 clib_memcpy_fast (&(v->kvp[i]), add_v, sizeof (*add_v));
+                 CLIB_MEMORY_STORE_BARRIER ();
                  BV (clib_bihash_unlock_bucket) (b);
+                 BV (clib_bihash_increment_stat) (h, BIHASH_STAT_replace, 1);
                  return (0);
                }
            }
@@ -519,31 +690,53 @@ static inline int BV (clib_bihash_add_del_inline)
       for (i = 0; i < limit; i++)
        {
          /* Found the key? Kill it... */
-         if (!memcmp (&(v->kvp[i]), &add_v->key, sizeof (add_v->key)))
+         if (BV (clib_bihash_key_compare) (v->kvp[i].key, add_v->key))
            {
-             memset (&(v->kvp[i]), 0xff, sizeof (*(add_v)));
+             clib_memset_u8 (&(v->kvp[i]), 0xff, sizeof (*(add_v)));
              /* Is the bucket empty? */
              if (PREDICT_TRUE (b->refcnt > 1))
                {
                  b->refcnt--;
+                 /* Switch back to the bucket-level kvp array? */
+                 if (BIHASH_KVP_AT_BUCKET_LEVEL && b->refcnt == 1
+                     && b->log2_pages > 0)
+                   {
+                     tmp_b.as_u64 = b->as_u64;
+                     b->offset = BV (clib_bihash_get_offset)
+                       (h, (void *) (b + 1));
+                     b->linear_search = 0;
+                     b->log2_pages = 0;
+                     /* Clean up the bucket-level kvp array */
+                     clib_memset_u8 ((b + 1), 0xff, BIHASH_KVP_PER_PAGE *
+                                     sizeof (BVT (clib_bihash_kv)));
+                     CLIB_MEMORY_STORE_BARRIER ();
+                     BV (clib_bihash_unlock_bucket) (b);
+                     BV (clib_bihash_increment_stat) (h, BIHASH_STAT_del, 1);
+                     goto free_backing_store;
+                   }
+
+                 CLIB_MEMORY_STORE_BARRIER ();
                  BV (clib_bihash_unlock_bucket) (b);
+                 BV (clib_bihash_increment_stat) (h, BIHASH_STAT_del, 1);
                  return (0);
                }
              else              /* yes, free it */
                {
                  /* Save old bucket value, need log2_pages to free it */
                  tmp_b.as_u64 = b->as_u64;
-                 CLIB_MEMORY_BARRIER ();
 
                  /* Kill and unlock the bucket */
                  b->as_u64 = 0;
 
+               free_backing_store:
                  /* And free the backing storage */
                  BV (clib_bihash_alloc_lock) (h);
                  /* Note: v currently points into the middle of the bucket */
                  v = BV (clib_bihash_get_value) (h, tmp_b.offset);
                  BV (value_free) (h, v, tmp_b.log2_pages);
                  BV (clib_bihash_alloc_unlock) (h);
+                 BV (clib_bihash_increment_stat) (h, BIHASH_STAT_del_free,
+                                                  1);
                  return (0);
                }
            }
@@ -562,9 +755,12 @@ static inline int BV (clib_bihash_add_del_inline)
   old_log2_pages = h->saved_bucket.log2_pages;
   new_log2_pages = old_log2_pages + 1;
   mark_bucket_linear = 0;
+  BV (clib_bihash_increment_stat) (h, BIHASH_STAT_split_add, 1);
+  BV (clib_bihash_increment_stat) (h, BIHASH_STAT_splits, old_log2_pages);
 
   working_copy = h->working_copies[thread_index];
   resplit_once = 0;
+  BV (clib_bihash_increment_stat) (h, BIHASH_STAT_splits, 1);
 
   new_v = BV (split_and_rehash) (h, working_copy, old_log2_pages,
                                 new_log2_pages);
@@ -585,7 +781,11 @@ static inline int BV (clib_bihash_add_del_inline)
            BV (split_and_rehash_linear) (h, working_copy, old_log2_pages,
                                          new_log2_pages);
          mark_bucket_linear = 1;
+         BV (clib_bihash_increment_stat) (h, BIHASH_STAT_linear, 1);
        }
+      BV (clib_bihash_increment_stat) (h, BIHASH_STAT_resplit, 1);
+      BV (clib_bihash_increment_stat) (h, BIHASH_STAT_splits,
+                                      old_log2_pages + 1);
     }
 
   /* Try to add the new entry */
@@ -594,15 +794,14 @@ static inline int BV (clib_bihash_add_del_inline)
   limit = BIHASH_KVP_PER_PAGE;
   if (mark_bucket_linear)
     limit <<= new_log2_pages;
-  new_hash >>= h->log2_nbuckets;
-  new_hash &= (1 << new_log2_pages) - 1;
-  new_v += mark_bucket_linear ? 0 : new_hash;
+  else
+    new_v += extract_bits (new_hash, h->log2_nbuckets, new_log2_pages);
 
   for (i = 0; i < limit; i++)
     {
       if (BV (clib_bihash_is_free) (&(new_v->kvp[i])))
        {
-         clib_memcpy (&(new_v->kvp[i]), add_v, sizeof (*add_v));
+         clib_memcpy_fast (&(new_v->kvp[i]), add_v, sizeof (*add_v));
          goto expand_ok;
        }
     }
@@ -622,15 +821,43 @@ expand_ok:
   tmp_b.log2_pages = new_log2_pages;
   tmp_b.offset = BV (clib_bihash_get_offset) (h, save_new_v);
   tmp_b.linear_search = mark_bucket_linear;
-  tmp_b.refcnt = h->saved_bucket.refcnt + 1;
+#if BIHASH_KVP_AT_BUCKET_LEVEL
+  /* Compensate for permanent refcount bump at the bucket level */
+  if (new_log2_pages > 0)
+#endif
+    tmp_b.refcnt = h->saved_bucket.refcnt + 1;
   ASSERT (tmp_b.refcnt > 0);
   tmp_b.lock = 0;
-  CLIB_MEMORY_BARRIER ();
+  CLIB_MEMORY_STORE_BARRIER ();
   b->as_u64 = tmp_b.as_u64;
+
+#if BIHASH_KVP_AT_BUCKET_LEVEL
+  if (h->saved_bucket.log2_pages > 0)
+    {
+#endif
+
+      /* free the old bucket, except at the bucket level if so configured */
+      v = BV (clib_bihash_get_value) (h, h->saved_bucket.offset);
+      BV (value_free) (h, v, h->saved_bucket.log2_pages);
+
+#if BIHASH_KVP_AT_BUCKET_LEVEL
+    }
+#endif
+
+
   BV (clib_bihash_alloc_unlock) (h);
   return (0);
 }
 
+static_always_inline int BV (clib_bihash_add_del_inline)
+  (BVT (clib_bihash) * h, BVT (clib_bihash_kv) * add_v, int is_add,
+   int (*is_stale_cb) (BVT (clib_bihash_kv) *, void *), void *arg)
+{
+  u64 hash = BV (clib_bihash_hash) (add_v);
+  return BV (clib_bihash_add_del_inline_with_hash) (h, add_v, hash, is_add,
+                                                   is_stale_cb, arg);
+}
+
 int BV (clib_bihash_add_del)
   (BVT (clib_bihash) * h, BVT (clib_bihash_kv) * add_v, int is_add)
 {
@@ -648,46 +875,7 @@ int BV (clib_bihash_search)
   (BVT (clib_bihash) * h,
    BVT (clib_bihash_kv) * search_key, BVT (clib_bihash_kv) * valuep)
 {
-  u64 hash;
-  u32 bucket_index;
-  BVT (clib_bihash_value) * v;
-  BVT (clib_bihash_bucket) * b;
-  int i, limit;
-
-  ASSERT (valuep);
-
-  hash = BV (clib_bihash_hash) (search_key);
-
-  bucket_index = hash & (h->nbuckets - 1);
-  b = &h->buckets[bucket_index];
-
-  if (BV (clib_bihash_bucket_is_empty) (b))
-    return -1;
-
-  if (PREDICT_FALSE (b->lock))
-    {
-      volatile BVT (clib_bihash_bucket) * bv = b;
-      while (bv->lock)
-       CLIB_PAUSE ();
-    }
-
-  hash >>= h->log2_nbuckets;
-
-  v = BV (clib_bihash_get_value) (h, b->offset);
-  limit = BIHASH_KVP_PER_PAGE;
-  v += (b->linear_search == 0) ? hash & ((1 << b->log2_pages) - 1) : 0;
-  if (PREDICT_FALSE (b->linear_search))
-    limit <<= b->log2_pages;
-
-  for (i = 0; i < limit; i++)
-    {
-      if (BV (clib_bihash_key_compare) (v->kvp[i].key, search_key->key))
-       {
-         *valuep = v->kvp[i];
-         return 0;
-       }
-    }
-  return -1;
+  return BV (clib_bihash_search_inline_2) (h, search_key, valuep);
 }
 
 u8 *BV (format_bihash) (u8 * s, va_list * args)
@@ -704,9 +892,14 @@ u8 *BV (format_bihash) (u8 * s, va_list * args)
 
   s = format (s, "Hash table %s\n", h->name ? h->name : (u8 *) "(unnamed)");
 
+#if BIHASH_LAZY_INSTANTIATE
+  if (PREDICT_FALSE (alloc_arena (h) == 0))
+    return format (s, "[empty, uninitialized]");
+#endif
+
   for (i = 0; i < h->nbuckets; i++)
     {
-      b = &h->buckets[i];
+      b = BV (clib_bihash_get_bucket) (h, i);
       if (BV (clib_bihash_bucket_is_empty) (b))
        {
          if (verbose > 1)
@@ -721,8 +914,9 @@ u8 *BV (format_bihash) (u8 * s, va_list * args)
 
       if (verbose)
        {
-         s = format (s, "[%d]: heap offset %lld, len %d, linear %d\n", i,
-                     b->offset, (1 << b->log2_pages), b->linear_search);
+         s = format
+           (s, "[%d]: heap offset %lld, len %d, refcnt %d, linear %d\n", i,
+            b->offset, (1 << b->log2_pages), b->refcnt, b->linear_search);
        }
 
       v = BV (clib_bihash_get_value) (h, b->offset);
@@ -743,7 +937,7 @@ u8 *BV (format_bihash) (u8 * s, va_list * args)
                    {
                      s = format (s, "    %d: %U\n",
                                  j * BIHASH_KVP_PER_PAGE + k,
-                                 h->fmt_fn, &(v->kvp[k]));
+                                 h->fmt_fn, &(v->kvp[k]), verbose);
                    }
                  else
                    {
@@ -791,16 +985,22 @@ u8 *BV (format_bihash) (u8 * s, va_list * args)
 }
 
 void BV (clib_bihash_foreach_key_value_pair)
-  (BVT (clib_bihash) * h, void *callback, void *arg)
+  (BVT (clib_bihash) * h,
+   BV (clib_bihash_foreach_key_value_pair_cb) cb, void *arg)
 {
   int i, j, k;
   BVT (clib_bihash_bucket) * b;
   BVT (clib_bihash_value) * v;
-  void (*fp) (BVT (clib_bihash_kv) *, void *) = callback;
+
+
+#if BIHASH_LAZY_INSTANTIATE
+  if (PREDICT_FALSE (alloc_arena (h) == 0))
+    return;
+#endif
 
   for (i = 0; i < h->nbuckets; i++)
     {
-      b = &h->buckets[i];
+      b = BV (clib_bihash_get_bucket) (h, i);
       if (BV (clib_bihash_bucket_is_empty) (b))
        continue;
 
@@ -812,7 +1012,8 @@ void BV (clib_bihash_foreach_key_value_pair)
              if (BV (clib_bihash_is_free) (&v->kvp[k]))
                continue;
 
-             (*fp) (&v->kvp[k], arg);
+             if (BIHASH_WALK_STOP == cb (&v->kvp[k], arg))
+               return;
              /*
               * In case the callback deletes the last entry in the bucket...
               */