sys/dev/netmap/netmap_mem2.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright (C) 2012-2014 Matteo Landi
   5  * Copyright (C) 2012-2016 Luigi Rizzo
   6  * Copyright (C) 2012-2016 Giuseppe Lettieri
   7  * All rights reserved.
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  *   1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *      notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  *   2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *      notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *      documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  *
  18  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  19  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  20  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  21  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  22  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  23  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  24  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  25  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  26  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  27  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  28  * SUCH DAMAGE.
  29  */
  30
  31 #ifdef linux
  32 #include "bsd_glue.h"
  33 #endif /* linux */
  34
  35 #ifdef __APPLE__
  36 #include "osx_glue.h"
  37 #endif /* __APPLE__ */
  38
  39 #ifdef __FreeBSD__
  40 #include <sys/cdefs.h> /* prerequisite */
  41 __FBSDID("$FreeBSD$");
  42
  43 #include <sys/types.h>
  44 #include <sys/malloc.h>
  45 #include <sys/kernel.h>         /* MALLOC_DEFINE */
  46 #include <sys/proc.h>
  47 #include <vm/vm.h>      /* vtophys */
  48 #include <vm/pmap.h>    /* vtophys */
  49 #include <sys/socket.h> /* sockaddrs */
  50 #include <sys/selinfo.h>
  51 #include <sys/sysctl.h>
  52 #include <net/if.h>
  53 #include <net/if_var.h>
  54 #include <net/vnet.h>
  55 #include <machine/bus.h>        /* bus_dmamap_* */
  56
  57 /* M_NETMAP only used in here */
  58 MALLOC_DECLARE(M_NETMAP);
  59 MALLOC_DEFINE(M_NETMAP, "netmap", "Network memory map");
  60
  61 #endif /* __FreeBSD__ */
  62
  63 #ifdef _WIN32
  64 #include <win_glue.h>
  65 #endif
  66
  67 #include <net/netmap.h>
  68 #include <dev/netmap/netmap_kern.h>
  69 #include <net/netmap_virt.h>
  70 #include "netmap_mem2.h"
  71
  72 #ifdef _WIN32_USE_SMALL_GENERIC_DEVICES_MEMORY
  73 #define NETMAP_BUF_MAX_NUM  8*4096      /* if too big takes too much time to allocate */
  74 #else
  75 #define NETMAP_BUF_MAX_NUM 20*4096*2    /* large machine */
  76 #endif
  77
  78 #define NETMAP_POOL_MAX_NAMSZ   32
  79
  80
  81 enum {
  82         NETMAP_IF_POOL   = 0,
  83         NETMAP_RING_POOL,
  84         NETMAP_BUF_POOL,
  85         NETMAP_POOLS_NR
  86 };
  87
  88
  89 struct netmap_obj_params {
  90         u_int size;
  91         u_int num;
  92
  93         u_int last_size;
  94         u_int last_num;
  95 };
  96
  97 struct netmap_obj_pool {
  98         char name[NETMAP_POOL_MAX_NAMSZ];       /* name of the allocator */
  99
 100         /* ---------------------------------------------------*/
 101         /* these are only meaningful if the pool is finalized */
 102         /* (see 'finalized' field in netmap_mem_d)            */
 103         u_int objtotal;         /* actual total number of objects. */
 104         u_int memtotal;         /* actual total memory space */
 105         u_int numclusters;      /* actual number of clusters */
 106
 107         u_int objfree;          /* number of free objects. */
 108
 109         struct lut_entry *lut;  /* virt,phys addresses, objtotal entries */
 110         uint32_t *bitmap;       /* one bit per buffer, 1 means free */
 111         uint32_t *invalid_bitmap;/* one bit per buffer, 1 means invalid */
 112         uint32_t bitmap_slots;  /* number of uint32 entries in bitmap */
 113         int     alloc_done;     /* we have allocated the memory */
 114         /* ---------------------------------------------------*/
 115
 116         /* limits */
 117         u_int objminsize;       /* minimum object size */
 118         u_int objmaxsize;       /* maximum object size */
 119         u_int nummin;           /* minimum number of objects */
 120         u_int nummax;           /* maximum number of objects */
 121
 122         /* these are changed only by config */
 123         u_int _objtotal;        /* total number of objects */
 124         u_int _objsize;         /* object size */
 125         u_int _clustsize;       /* cluster size */
 126         u_int _clustentries;    /* objects per cluster */
 127         u_int _numclusters;     /* number of clusters */
 128
 129         /* requested values */
 130         u_int r_objtotal;
 131         u_int r_objsize;
 132 };
 133
 134 #define NMA_LOCK_T              NM_MTX_T
 135 #define NMA_LOCK_INIT(n)        NM_MTX_INIT((n)->nm_mtx)
 136 #define NMA_LOCK_DESTROY(n)     NM_MTX_DESTROY((n)->nm_mtx)
 137 #define NMA_LOCK(n)             NM_MTX_LOCK((n)->nm_mtx)
 138 #define NMA_SPINLOCK(n)         NM_MTX_SPINLOCK((n)->nm_mtx)
 139 #define NMA_UNLOCK(n)           NM_MTX_UNLOCK((n)->nm_mtx)
 140
 141 struct netmap_mem_ops {
 142         int (*nmd_get_lut)(struct netmap_mem_d *, struct netmap_lut*);
 143         int  (*nmd_get_info)(struct netmap_mem_d *, uint64_t *size,
 144                         u_int *memflags, uint16_t *id);
 145
 146         vm_paddr_t (*nmd_ofstophys)(struct netmap_mem_d *, vm_ooffset_t);
 147         int (*nmd_config)(struct netmap_mem_d *);
 148         int (*nmd_finalize)(struct netmap_mem_d *);
 149         void (*nmd_deref)(struct netmap_mem_d *);
 150         ssize_t  (*nmd_if_offset)(struct netmap_mem_d *, const void *vaddr);
 151         void (*nmd_delete)(struct netmap_mem_d *);
 152
 153         struct netmap_if * (*nmd_if_new)(struct netmap_adapter *,
 154                                          struct netmap_priv_d *);
 155         void (*nmd_if_delete)(struct netmap_adapter *, struct netmap_if *);
 156         int  (*nmd_rings_create)(struct netmap_adapter *);
 157         void (*nmd_rings_delete)(struct netmap_adapter *);
 158 };
 159
 160 struct netmap_mem_d {
 161         NMA_LOCK_T nm_mtx;  /* protect the allocator */
 162         u_int nm_totalsize; /* shorthand */
 163
 164         u_int flags;
 165 #define NETMAP_MEM_FINALIZED    0x1     /* preallocation done */
 166 #define NETMAP_MEM_HIDDEN       0x8     /* beeing prepared */
 167         int lasterr;            /* last error for curr config */
 168         int active;             /* active users */
 169         int refcount;
 170         /* the three allocators */
 171         struct netmap_obj_pool pools[NETMAP_POOLS_NR];
 172
 173         nm_memid_t nm_id;       /* allocator identifier */
 174         int nm_grp;     /* iommu groupd id */
 175
 176         /* list of all existing allocators, sorted by nm_id */
 177         struct netmap_mem_d *prev, *next;
 178
 179         struct netmap_mem_ops *ops;
 180
 181         struct netmap_obj_params params[NETMAP_POOLS_NR];
 182
 183 #define NM_MEM_NAMESZ   16
 184         char name[NM_MEM_NAMESZ];
 185 };
 186
 187 int
 188 netmap_mem_get_lut(struct netmap_mem_d *nmd, struct netmap_lut *lut)
 189 {
 190         int rv;
 191
 192         NMA_LOCK(nmd);
 193         rv = nmd->ops->nmd_get_lut(nmd, lut);
 194         NMA_UNLOCK(nmd);
 195
 196         return rv;
 197 }
 198
 199 int
 200 netmap_mem_get_info(struct netmap_mem_d *nmd, uint64_t *size,
 201                 u_int *memflags, nm_memid_t *memid)
 202 {
 203         int rv;
 204
 205         NMA_LOCK(nmd);
 206         rv = nmd->ops->nmd_get_info(nmd, size, memflags, memid);
 207         NMA_UNLOCK(nmd);
 208
 209         return rv;
 210 }
 211
 212 vm_paddr_t
 213 netmap_mem_ofstophys(struct netmap_mem_d *nmd, vm_ooffset_t off)
 214 {
 215         vm_paddr_t pa;
 216
 217 #if defined(__FreeBSD__)
 218         /* This function is called by netmap_dev_pager_fault(), which holds a
 219          * non-sleepable lock since FreeBSD 12. Since we cannot sleep, we
 220          * spin on the trylock. */
 221         NMA_SPINLOCK(nmd);
 222 #else
 223         NMA_LOCK(nmd);
 224 #endif
 225         pa = nmd->ops->nmd_ofstophys(nmd, off);
 226         NMA_UNLOCK(nmd);
 227
 228         return pa;
 229 }
 230
 231 static int
 232 netmap_mem_config(struct netmap_mem_d *nmd)
 233 {
 234         if (nmd->active) {
 235                 /* already in use. Not fatal, but we
 236                  * cannot change the configuration
 237                  */
 238                 return 0;
 239         }
 240
 241         return nmd->ops->nmd_config(nmd);
 242 }
 243
 244 ssize_t
 245 netmap_mem_if_offset(struct netmap_mem_d *nmd, const void *off)
 246 {
 247         ssize_t rv;
 248
 249         NMA_LOCK(nmd);
 250         rv = nmd->ops->nmd_if_offset(nmd, off);
 251         NMA_UNLOCK(nmd);
 252
 253         return rv;
 254 }
 255
 256 static void
 257 netmap_mem_delete(struct netmap_mem_d *nmd)
 258 {
 259         nmd->ops->nmd_delete(nmd);
 260 }
 261
 262 struct netmap_if *
 263 netmap_mem_if_new(struct netmap_adapter *na, struct netmap_priv_d *priv)
 264 {
 265         struct netmap_if *nifp;
 266         struct netmap_mem_d *nmd = na->nm_mem;
 267
 268         NMA_LOCK(nmd);
 269         nifp = nmd->ops->nmd_if_new(na, priv);
 270         NMA_UNLOCK(nmd);
 271
 272         return nifp;
 273 }
 274
 275 void
 276 netmap_mem_if_delete(struct netmap_adapter *na, struct netmap_if *nif)
 277 {
 278         struct netmap_mem_d *nmd = na->nm_mem;
 279
 280         NMA_LOCK(nmd);
 281         nmd->ops->nmd_if_delete(na, nif);
 282         NMA_UNLOCK(nmd);
 283 }
 284
 285 int
 286 netmap_mem_rings_create(struct netmap_adapter *na)
 287 {
 288         int rv;
 289         struct netmap_mem_d *nmd = na->nm_mem;
 290
 291         NMA_LOCK(nmd);
 292         rv = nmd->ops->nmd_rings_create(na);
 293         NMA_UNLOCK(nmd);
 294
 295         return rv;
 296 }
 297
 298 void
 299 netmap_mem_rings_delete(struct netmap_adapter *na)
 300 {
 301         struct netmap_mem_d *nmd = na->nm_mem;
 302
 303         NMA_LOCK(nmd);
 304         nmd->ops->nmd_rings_delete(na);
 305         NMA_UNLOCK(nmd);
 306 }
 307
 308 static int netmap_mem_map(struct netmap_obj_pool *, struct netmap_adapter *);
 309 static int netmap_mem_unmap(struct netmap_obj_pool *, struct netmap_adapter *);
 310 static int nm_mem_assign_group(struct netmap_mem_d *, struct device *);
 311 static void nm_mem_release_id(struct netmap_mem_d *);
 312
 313 nm_memid_t
 314 netmap_mem_get_id(struct netmap_mem_d *nmd)
 315 {
 316         return nmd->nm_id;
 317 }
 318
 319 #ifdef NM_DEBUG_MEM_PUTGET
 320 #define NM_DBG_REFC(nmd, func, line)    \
 321         nm_prinf("%s:%d mem[%d] -> %d\n", func, line, (nmd)->nm_id, (nmd)->refcount);
 322 #else
 323 #define NM_DBG_REFC(nmd, func, line)
 324 #endif
 325
 326 /* circular list of all existing allocators */
 327 static struct netmap_mem_d *netmap_last_mem_d = &nm_mem;
 328 NM_MTX_T nm_mem_list_lock;
 329
 330 struct netmap_mem_d *
 331 __netmap_mem_get(struct netmap_mem_d *nmd, const char *func, int line)
 332 {
 333         NM_MTX_LOCK(nm_mem_list_lock);
 334         nmd->refcount++;
 335         NM_DBG_REFC(nmd, func, line);
 336         NM_MTX_UNLOCK(nm_mem_list_lock);
 337         return nmd;
 338 }
 339
 340 void
 341 __netmap_mem_put(struct netmap_mem_d *nmd, const char *func, int line)
 342 {
 343         int last;
 344         NM_MTX_LOCK(nm_mem_list_lock);
 345         last = (--nmd->refcount == 0);
 346         if (last)
 347                 nm_mem_release_id(nmd);
 348         NM_DBG_REFC(nmd, func, line);
 349         NM_MTX_UNLOCK(nm_mem_list_lock);
 350         if (last)
 351                 netmap_mem_delete(nmd);
 352 }
 353
 354 int
 355 netmap_mem_finalize(struct netmap_mem_d *nmd, struct netmap_adapter *na)
 356 {
 357         int lasterr = 0;
 358         if (nm_mem_assign_group(nmd, na->pdev) < 0) {
 359                 return ENOMEM;
 360         }
 361
 362         NMA_LOCK(nmd);
 363
 364         if (netmap_mem_config(nmd))
 365                 goto out;
 366
 367         nmd->active++;
 368
 369         nmd->lasterr = nmd->ops->nmd_finalize(nmd);
 370
 371         if (!nmd->lasterr && na->pdev) {
 372                 nmd->lasterr = netmap_mem_map(&nmd->pools[NETMAP_BUF_POOL], na);
 373         }
 374
 375 out:
 376         lasterr = nmd->lasterr;
 377         NMA_UNLOCK(nmd);
 378
 379         if (lasterr)
 380                 netmap_mem_deref(nmd, na);
 381
 382         return lasterr;
 383 }
 384
 385 static int
 386 nm_isset(uint32_t *bitmap, u_int i)
 387 {
 388         return bitmap[ (i>>5) ] & ( 1U << (i & 31U) );
 389 }
 390
 391
 392 static int
 393 netmap_init_obj_allocator_bitmap(struct netmap_obj_pool *p)
 394 {
 395         u_int n, j;
 396
 397         if (p->bitmap == NULL) {
 398                 /* Allocate the bitmap */
 399                 n = (p->objtotal + 31) / 32;
 400                 p->bitmap = nm_os_malloc(sizeof(uint32_t) * n);
 401                 if (p->bitmap == NULL) {
 402                         D("Unable to create bitmap (%d entries) for allocator '%s'", (int)n,
 403                             p->name);
 404                         return ENOMEM;
 405                 }
 406                 p->bitmap_slots = n;
 407         } else {
 408                 memset(p->bitmap, 0, p->bitmap_slots);
 409         }
 410
 411         p->objfree = 0;
 412         /*
 413          * Set all the bits in the bitmap that have
 414          * corresponding buffers to 1 to indicate they are
 415          * free.
 416          */
 417         for (j = 0; j < p->objtotal; j++) {
 418                 if (p->invalid_bitmap && nm_isset(p->invalid_bitmap, j)) {
 419                         D("skipping %s %d", p->name, j);
 420                         continue;
 421                 }
 422                 p->bitmap[ (j>>5) ] |=  ( 1U << (j & 31U) );
 423                 p->objfree++;
 424         }
 425
 426         ND("%s free %u", p->name, p->objfree);
 427         if (p->objfree == 0)
 428                 return ENOMEM;
 429
 430         return 0;
 431 }
 432
 433 static int
 434 netmap_mem_init_bitmaps(struct netmap_mem_d *nmd)
 435 {
 436         int i, error = 0;
 437
 438         for (i = 0; i < NETMAP_POOLS_NR; i++) {
 439                 struct netmap_obj_pool *p = &nmd->pools[i];
 440
 441                 error = netmap_init_obj_allocator_bitmap(p);
 442                 if (error)
 443                         return error;
 444         }
 445
 446         /*
 447          * buffers 0 and 1 are reserved
 448          */
 449         if (nmd->pools[NETMAP_BUF_POOL].objfree < 2) {
 450                 return ENOMEM;
 451         }
 452
 453         nmd->pools[NETMAP_BUF_POOL].objfree -= 2;
 454         if (nmd->pools[NETMAP_BUF_POOL].bitmap) {
 455                 /* XXX This check is a workaround that prevents a
 456                  * NULL pointer crash which currently happens only
 457                  * with ptnetmap guests.
 458                  * Removed shared-info --> is the bug still there? */
 459                 nmd->pools[NETMAP_BUF_POOL].bitmap[0] = ~3U;
 460         }
 461         return 0;
 462 }
 463
 464 int
 465 netmap_mem_deref(struct netmap_mem_d *nmd, struct netmap_adapter *na)
 466 {
 467         int last_user = 0;
 468         NMA_LOCK(nmd);
 469         if (na->active_fds <= 0)
 470                 netmap_mem_unmap(&nmd->pools[NETMAP_BUF_POOL], na);
 471         if (nmd->active == 1) {
 472                 last_user = 1;
 473                 /*
 474                  * Reset the allocator when it falls out of use so that any
 475                  * pool resources leaked by unclean application exits are
 476                  * reclaimed.
 477                  */
 478                 netmap_mem_init_bitmaps(nmd);
 479         }
 480         nmd->ops->nmd_deref(nmd);
 481
 482         nmd->active--;
 483         if (!nmd->active)
 484                 nmd->nm_grp = -1;
 485
 486         NMA_UNLOCK(nmd);
 487         return last_user;
 488 }
 489
 490
 491 /* accessor functions */
 492 static int
 493 netmap_mem2_get_lut(struct netmap_mem_d *nmd, struct netmap_lut *lut)
 494 {
 495         lut->lut = nmd->pools[NETMAP_BUF_POOL].lut;
 496 #ifdef __FreeBSD__
 497         lut->plut = lut->lut;
 498 #endif
 499         lut->objtotal = nmd->pools[NETMAP_BUF_POOL].objtotal;
 500         lut->objsize = nmd->pools[NETMAP_BUF_POOL]._objsize;
 501
 502         return 0;
 503 }
 504
 505 static struct netmap_obj_params netmap_min_priv_params[NETMAP_POOLS_NR] = {
 506         [NETMAP_IF_POOL] = {
 507                 .size = 1024,
 508                 .num  = 2,
 509         },
 510         [NETMAP_RING_POOL] = {
 511                 .size = 5*PAGE_SIZE,
 512                 .num  = 4,
 513         },
 514         [NETMAP_BUF_POOL] = {
 515                 .size = 2048,
 516                 .num  = 4098,
 517         },
 518 };
 519
 520
 521 /*
 522  * nm_mem is the memory allocator used for all physical interfaces
 523  * running in netmap mode.
 524  * Virtual (VALE) ports will have each its own allocator.
 525  */
 526 extern struct netmap_mem_ops netmap_mem_global_ops; /* forward */
 527 struct netmap_mem_d nm_mem = {  /* Our memory allocator. */
 528         .pools = {
 529                 [NETMAP_IF_POOL] = {
 530                         .name   = "netmap_if",
 531                         .objminsize = sizeof(struct netmap_if),
 532                         .objmaxsize = 4096,
 533                         .nummin     = 10,       /* don't be stingy */
 534                         .nummax     = 10000,    /* XXX very large */
 535                 },
 536                 [NETMAP_RING_POOL] = {
 537                         .name   = "netmap_ring",
 538                         .objminsize = sizeof(struct netmap_ring),
 539                         .objmaxsize = 32*PAGE_SIZE,
 540                         .nummin     = 2,
 541                         .nummax     = 1024,
 542                 },
 543                 [NETMAP_BUF_POOL] = {
 544                         .name   = "netmap_buf",
 545                         .objminsize = 64,
 546                         .objmaxsize = 65536,
 547                         .nummin     = 4,
 548                         .nummax     = 1000000, /* one million! */
 549                 },
 550         },
 551
 552         .params = {
 553                 [NETMAP_IF_POOL] = {
 554                         .size = 1024,
 555                         .num  = 100,
 556                 },
 557                 [NETMAP_RING_POOL] = {
 558                         .size = 9*PAGE_SIZE,
 559                         .num  = 200,
 560                 },
 561                 [NETMAP_BUF_POOL] = {
 562                         .size = 2048,
 563                         .num  = NETMAP_BUF_MAX_NUM,
 564                 },
 565         },
 566
 567         .nm_id = 1,
 568         .nm_grp = -1,
 569
 570         .prev = &nm_mem,
 571         .next = &nm_mem,
 572
 573         .ops = &netmap_mem_global_ops,
 574
 575         .name = "1"
 576 };
 577
 578
 579 /* blueprint for the private memory allocators */
 580 /* XXX clang is not happy about using name as a print format */
 581 static const struct netmap_mem_d nm_blueprint = {
 582         .pools = {
 583                 [NETMAP_IF_POOL] = {
 584                         .name   = "%s_if",
 585                         .objminsize = sizeof(struct netmap_if),
 586                         .objmaxsize = 4096,
 587                         .nummin     = 1,
 588                         .nummax     = 100,
 589                 },
 590                 [NETMAP_RING_POOL] = {
 591                         .name   = "%s_ring",
 592                         .objminsize = sizeof(struct netmap_ring),
 593                         .objmaxsize = 32*PAGE_SIZE,
 594                         .nummin     = 2,
 595                         .nummax     = 1024,
 596                 },
 597                 [NETMAP_BUF_POOL] = {
 598                         .name   = "%s_buf",
 599                         .objminsize = 64,
 600                         .objmaxsize = 65536,
 601                         .nummin     = 4,
 602                         .nummax     = 1000000, /* one million! */
 603                 },
 604         },
 605
 606         .nm_grp = -1,
 607
 608         .flags = NETMAP_MEM_PRIVATE,
 609
 610         .ops = &netmap_mem_global_ops,
 611 };
 612
 613 /* memory allocator related sysctls */
 614
 615 #define STRINGIFY(x) #x
 616
 617
 618 #define DECLARE_SYSCTLS(id, name) \
 619         SYSBEGIN(mem2_ ## name); \
 620         SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, name##_size, \
 621             CTLFLAG_RW, &nm_mem.params[id].size, 0, "Requested size of netmap " STRINGIFY(name) "s"); \
 622         SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, name##_curr_size, \
 623             CTLFLAG_RD, &nm_mem.pools[id]._objsize, 0, "Current size of netmap " STRINGIFY(name) "s"); \
 624         SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, name##_num, \
 625             CTLFLAG_RW, &nm_mem.params[id].num, 0, "Requested number of netmap " STRINGIFY(name) "s"); \
 626         SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, name##_curr_num, \
 627             CTLFLAG_RD, &nm_mem.pools[id].objtotal, 0, "Current number of netmap " STRINGIFY(name) "s"); \
 628         SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, priv_##name##_size, \
 629             CTLFLAG_RW, &netmap_min_priv_params[id].size, 0, \
 630             "Default size of private netmap " STRINGIFY(name) "s"); \
 631         SYSCTL_INT(_dev_netmap, OID_AUTO, priv_##name##_num, \
 632             CTLFLAG_RW, &netmap_min_priv_params[id].num, 0, \
 633             "Default number of private netmap " STRINGIFY(name) "s");   \
 634         SYSEND
 635
 636 SYSCTL_DECL(_dev_netmap);
 637 DECLARE_SYSCTLS(NETMAP_IF_POOL, if);
 638 DECLARE_SYSCTLS(NETMAP_RING_POOL, ring);
 639 DECLARE_SYSCTLS(NETMAP_BUF_POOL, buf);
 640
 641 /* call with nm_mem_list_lock held */
 642 static int
 643 nm_mem_assign_id_locked(struct netmap_mem_d *nmd)
 644 {
 645         nm_memid_t id;
 646         struct netmap_mem_d *scan = netmap_last_mem_d;
 647         int error = ENOMEM;
 648
 649         do {
 650                 /* we rely on unsigned wrap around */
 651                 id = scan->nm_id + 1;
 652                 if (id == 0) /* reserve 0 as error value */
 653                         id = 1;
 654                 scan = scan->next;
 655                 if (id != scan->nm_id) {
 656                         nmd->nm_id = id;
 657                         nmd->prev = scan->prev;
 658                         nmd->next = scan;
 659                         scan->prev->next = nmd;
 660                         scan->prev = nmd;
 661                         netmap_last_mem_d = nmd;
 662                         nmd->refcount = 1;
 663                         NM_DBG_REFC(nmd, __FUNCTION__, __LINE__);
 664                         error = 0;
 665                         break;
 666                 }
 667         } while (scan != netmap_last_mem_d);
 668
 669         return error;
 670 }
 671
 672 /* call with nm_mem_list_lock *not* held */
 673 static int
 674 nm_mem_assign_id(struct netmap_mem_d *nmd)
 675 {
 676         int ret;
 677
 678         NM_MTX_LOCK(nm_mem_list_lock);
 679         ret = nm_mem_assign_id_locked(nmd);
 680         NM_MTX_UNLOCK(nm_mem_list_lock);
 681
 682         return ret;
 683 }
 684
 685 /* call with nm_mem_list_lock held */
 686 static void
 687 nm_mem_release_id(struct netmap_mem_d *nmd)
 688 {
 689         nmd->prev->next = nmd->next;
 690         nmd->next->prev = nmd->prev;
 691
 692         if (netmap_last_mem_d == nmd)
 693                 netmap_last_mem_d = nmd->prev;
 694
 695         nmd->prev = nmd->next = NULL;
 696 }
 697
 698 struct netmap_mem_d *
 699 netmap_mem_find(nm_memid_t id)
 700 {
 701         struct netmap_mem_d *nmd;
 702
 703         NM_MTX_LOCK(nm_mem_list_lock);
 704         nmd = netmap_last_mem_d;
 705         do {
 706                 if (!(nmd->flags & NETMAP_MEM_HIDDEN) && nmd->nm_id == id) {
 707                         nmd->refcount++;
 708                         NM_DBG_REFC(nmd, __FUNCTION__, __LINE__);
 709                         NM_MTX_UNLOCK(nm_mem_list_lock);
 710                         return nmd;
 711                 }
 712                 nmd = nmd->next;
 713         } while (nmd != netmap_last_mem_d);
 714         NM_MTX_UNLOCK(nm_mem_list_lock);
 715         return NULL;
 716 }
 717
 718 static int
 719 nm_mem_assign_group(struct netmap_mem_d *nmd, struct device *dev)
 720 {
 721         int err = 0, id;
 722         id = nm_iommu_group_id(dev);
 723         if (netmap_verbose)
 724                 D("iommu_group %d", id);
 725
 726         NMA_LOCK(nmd);
 727
 728         if (nmd->nm_grp < 0)
 729                 nmd->nm_grp = id;
 730
 731         if (nmd->nm_grp != id)
 732                 nmd->lasterr = err = ENOMEM;
 733
 734         NMA_UNLOCK(nmd);
 735         return err;
 736 }
 737
 738 static struct lut_entry *
 739 nm_alloc_lut(u_int nobj)
 740 {
 741         size_t n = sizeof(struct lut_entry) * nobj;
 742         struct lut_entry *lut;
 743 #ifdef linux
 744         lut = vmalloc(n);
 745 #else
 746         lut = nm_os_malloc(n);
 747 #endif
 748         return lut;
 749 }
 750
 751 static void
 752 nm_free_lut(struct lut_entry *lut, u_int objtotal)
 753 {
 754         bzero(lut, sizeof(struct lut_entry) * objtotal);
 755 #ifdef linux
 756         vfree(lut);
 757 #else
 758         nm_os_free(lut);
 759 #endif
 760 }
 761
 762 #if defined(linux) || defined(_WIN32)
 763 static struct plut_entry *
 764 nm_alloc_plut(u_int nobj)
 765 {
 766         size_t n = sizeof(struct plut_entry) * nobj;
 767         struct plut_entry *lut;
 768         lut = vmalloc(n);
 769         return lut;
 770 }
 771
 772 static void
 773 nm_free_plut(struct plut_entry * lut)
 774 {
 775         vfree(lut);
 776 }
 777 #endif /* linux or _WIN32 */
 778
 779
 780 /*
 781  * First, find the allocator that contains the requested offset,
 782  * then locate the cluster through a lookup table.
 783  */
 784 static vm_paddr_t
 785 netmap_mem2_ofstophys(struct netmap_mem_d* nmd, vm_ooffset_t offset)
 786 {
 787         int i;
 788         vm_ooffset_t o = offset;
 789         vm_paddr_t pa;
 790         struct netmap_obj_pool *p;
 791
 792         p = nmd->pools;
 793
 794         for (i = 0; i < NETMAP_POOLS_NR; offset -= p[i].memtotal, i++) {
 795                 if (offset >= p[i].memtotal)
 796                         continue;
 797                 // now lookup the cluster's address
 798 #ifndef _WIN32
 799                 pa = vtophys(p[i].lut[offset / p[i]._objsize].vaddr) +
 800                         offset % p[i]._objsize;
 801 #else
 802                 pa = vtophys(p[i].lut[offset / p[i]._objsize].vaddr);
 803                 pa.QuadPart += offset % p[i]._objsize;
 804 #endif
 805                 return pa;
 806         }
 807         /* this is only in case of errors */
 808         D("invalid ofs 0x%x out of 0x%x 0x%x 0x%x", (u_int)o,
 809                 p[NETMAP_IF_POOL].memtotal,
 810                 p[NETMAP_IF_POOL].memtotal
 811                         + p[NETMAP_RING_POOL].memtotal,
 812                 p[NETMAP_IF_POOL].memtotal
 813                         + p[NETMAP_RING_POOL].memtotal
 814                         + p[NETMAP_BUF_POOL].memtotal);
 815 #ifndef _WIN32
 816         return 0; /* bad address */
 817 #else
 818         vm_paddr_t res;
 819         res.QuadPart = 0;
 820         return res;
 821 #endif
 822 }
 823
 824 #ifdef _WIN32
 825
 826 /*
 827  * win32_build_virtual_memory_for_userspace
 828  *
 829  * This function get all the object making part of the pools and maps
 830  * a contiguous virtual memory space for the userspace
 831  * It works this way
 832  * 1 - allocate a Memory Descriptor List wide as the sum
 833  *              of the memory needed for the pools
 834  * 2 - cycle all the objects in every pool and for every object do
 835  *
 836  *              2a - cycle all the objects in every pool, get the list
 837  *                              of the physical address descriptors
 838  *              2b - calculate the offset in the array of pages desciptor in the
 839  *                              main MDL
 840  *              2c - copy the descriptors of the object in the main MDL
 841  *
 842  * 3 - return the resulting MDL that needs to be mapped in userland
 843  *
 844  * In this way we will have an MDL that describes all the memory for the
 845  * objects in a single object
 846 */
 847
 848 PMDL
 849 win32_build_user_vm_map(struct netmap_mem_d* nmd)
 850 {
 851         u_int memflags, ofs = 0;
 852         PMDL mainMdl, tempMdl;
 853         uint64_t memsize;
 854         int i, j;
 855
 856         if (netmap_mem_get_info(nmd, &memsize, &memflags, NULL)) {
 857                 D("memory not finalised yet");
 858                 return NULL;
 859         }
 860
 861         mainMdl = IoAllocateMdl(NULL, memsize, FALSE, FALSE, NULL);
 862         if (mainMdl == NULL) {
 863                 D("failed to allocate mdl");
 864                 return NULL;
 865         }
 866
 867         NMA_LOCK(nmd);
 868         for (i = 0; i < NETMAP_POOLS_NR; i++) {
 869                 struct netmap_obj_pool *p = &nmd->pools[i];
 870                 int clsz = p->_clustsize;
 871                 int clobjs = p->_clustentries; /* objects per cluster */
 872                 int mdl_len = sizeof(PFN_NUMBER) * BYTES_TO_PAGES(clsz);
 873                 PPFN_NUMBER pSrc, pDst;
 874
 875                 /* each pool has a different cluster size so we need to reallocate */
 876                 tempMdl = IoAllocateMdl(p->lut[0].vaddr, clsz, FALSE, FALSE, NULL);
 877                 if (tempMdl == NULL) {
 878                         NMA_UNLOCK(nmd);
 879                         D("fail to allocate tempMdl");
 880                         IoFreeMdl(mainMdl);
 881                         return NULL;
 882                 }
 883                 pSrc = MmGetMdlPfnArray(tempMdl);
 884                 /* create one entry per cluster, the lut[] has one entry per object */
 885                 for (j = 0; j < p->numclusters; j++, ofs += clsz) {
 886                         pDst = &MmGetMdlPfnArray(mainMdl)[BYTES_TO_PAGES(ofs)];
 887                         MmInitializeMdl(tempMdl, p->lut[j*clobjs].vaddr, clsz);
 888                         MmBuildMdlForNonPagedPool(tempMdl); /* compute physical page addresses */
 889                         RtlCopyMemory(pDst, pSrc, mdl_len); /* copy the page descriptors */
 890                         mainMdl->MdlFlags = tempMdl->MdlFlags; /* XXX what is in here ? */
 891                 }
 892                 IoFreeMdl(tempMdl);
 893         }
 894         NMA_UNLOCK(nmd);
 895         return mainMdl;
 896 }
 897
 898 #endif /* _WIN32 */
 899
 900 /*
 901  * helper function for OS-specific mmap routines (currently only windows).
 902  * Given an nmd and a pool index, returns the cluster size and number of clusters.
 903  * Returns 0 if memory is finalised and the pool is valid, otherwise 1.
 904  * It should be called under NMA_LOCK(nmd) otherwise the underlying info can change.
 905  */
 906
 907 int
 908 netmap_mem2_get_pool_info(struct netmap_mem_d* nmd, u_int pool, u_int *clustsize, u_int *numclusters)
 909 {
 910         if (!nmd || !clustsize || !numclusters || pool >= NETMAP_POOLS_NR)
 911                 return 1; /* invalid arguments */
 912         // NMA_LOCK_ASSERT(nmd);
 913         if (!(nmd->flags & NETMAP_MEM_FINALIZED)) {
 914                 *clustsize = *numclusters = 0;
 915                 return 1; /* not ready yet */
 916         }
 917         *clustsize = nmd->pools[pool]._clustsize;
 918         *numclusters = nmd->pools[pool].numclusters;
 919         return 0; /* success */
 920 }
 921
 922 static int
 923 netmap_mem2_get_info(struct netmap_mem_d* nmd, uint64_t* size,
 924                         u_int *memflags, nm_memid_t *id)
 925 {
 926         int error = 0;
 927         error = netmap_mem_config(nmd);
 928         if (error)
 929                 goto out;
 930         if (size) {
 931                 if (nmd->flags & NETMAP_MEM_FINALIZED) {
 932                         *size = nmd->nm_totalsize;
 933                 } else {
 934                         int i;
 935                         *size = 0;
 936                         for (i = 0; i < NETMAP_POOLS_NR; i++) {
 937                                 struct netmap_obj_pool *p = nmd->pools + i;
 938                                 *size += (p->_numclusters * p->_clustsize);
 939                         }
 940                 }
 941         }
 942         if (memflags)
 943                 *memflags = nmd->flags;
 944         if (id)
 945                 *id = nmd->nm_id;
 946 out:
 947         return error;
 948 }
 949
 950 /*
 951  * we store objects by kernel address, need to find the offset
 952  * within the pool to export the value to userspace.
 953  * Algorithm: scan until we find the cluster, then add the
 954  * actual offset in the cluster
 955  */
 956 static ssize_t
 957 netmap_obj_offset(struct netmap_obj_pool *p, const void *vaddr)
 958 {
 959         int i, k = p->_clustentries, n = p->objtotal;
 960         ssize_t ofs = 0;
 961
 962         for (i = 0; i < n; i += k, ofs += p->_clustsize) {
 963                 const char *base = p->lut[i].vaddr;
 964                 ssize_t relofs = (const char *) vaddr - base;
 965
 966                 if (relofs < 0 || relofs >= p->_clustsize)
 967                         continue;
 968
 969                 ofs = ofs + relofs;
 970                 ND("%s: return offset %d (cluster %d) for pointer %p",
 971                     p->name, ofs, i, vaddr);
 972                 return ofs;
 973         }
 974         D("address %p is not contained inside any cluster (%s)",
 975             vaddr, p->name);
 976         return 0; /* An error occurred */
 977 }
 978
 979 /* Helper functions which convert virtual addresses to offsets */
 980 #define netmap_if_offset(n, v)                                  \
 981         netmap_obj_offset(&(n)->pools[NETMAP_IF_POOL], (v))
 982
 983 #define netmap_ring_offset(n, v)                                \
 984     ((n)->pools[NETMAP_IF_POOL].memtotal +                      \
 985         netmap_obj_offset(&(n)->pools[NETMAP_RING_POOL], (v)))
 986
 987 static ssize_t
 988 netmap_mem2_if_offset(struct netmap_mem_d *nmd, const void *addr)
 989 {
 990         return netmap_if_offset(nmd, addr);
 991 }
 992
 993 /*
 994  * report the index, and use start position as a hint,
 995  * otherwise buffer allocation becomes terribly expensive.
 996  */
 997 static void *
 998 netmap_obj_malloc(struct netmap_obj_pool *p, u_int len, uint32_t *start, uint32_t *index)
 999 {
1000         uint32_t i = 0;                 /* index in the bitmap */
1001         uint32_t mask, j = 0;           /* slot counter */
1002         void *vaddr = NULL;
1003
1004         if (len > p->_objsize) {
1005                 D("%s request size %d too large", p->name, len);
1006                 return NULL;
1007         }
1008
1009         if (p->objfree == 0) {
1010                 D("no more %s objects", p->name);
1011                 return NULL;
1012         }
1013         if (start)
1014                 i = *start;
1015
1016         /* termination is guaranteed by p->free, but better check bounds on i */
1017         while (vaddr == NULL && i < p->bitmap_slots)  {
1018                 uint32_t cur = p->bitmap[i];
1019                 if (cur == 0) { /* bitmask is fully used */
1020                         i++;
1021                         continue;
1022                 }
1023                 /* locate a slot */
1024                 for (j = 0, mask = 1; (cur & mask) == 0; j++, mask <<= 1)
1025                         ;
1026
1027                 p->bitmap[i] &= ~mask; /* mark object as in use */
1028                 p->objfree--;
1029
1030                 vaddr = p->lut[i * 32 + j].vaddr;
1031                 if (index)
1032                         *index = i * 32 + j;
1033         }
1034         ND("%s allocator: allocated object @ [%d][%d]: vaddr %p",p->name, i, j, vaddr);
1035
1036         if (start)
1037                 *start = i;
1038         return vaddr;
1039 }
1040
1041
1042 /*
1043  * free by index, not by address.
1044  * XXX should we also cleanup the content ?
1045  */
1046 static int
1047 netmap_obj_free(struct netmap_obj_pool *p, uint32_t j)
1048 {
1049         uint32_t *ptr, mask;
1050
1051         if (j >= p->objtotal) {
1052                 D("invalid index %u, max %u", j, p->objtotal);
1053                 return 1;
1054         }
1055         ptr = &p->bitmap[j / 32];
1056         mask = (1 << (j % 32));
1057         if (*ptr & mask) {
1058                 D("ouch, double free on buffer %d", j);
1059                 return 1;
1060         } else {
1061                 *ptr |= mask;
1062                 p->objfree++;
1063                 return 0;
1064         }
1065 }
1066
1067 /*
1068  * free by address. This is slow but is only used for a few
1069  * objects (rings, nifp)
1070  */
1071 static void
1072 netmap_obj_free_va(struct netmap_obj_pool *p, void *vaddr)
1073 {
1074         u_int i, j, n = p->numclusters;
1075
1076         for (i = 0, j = 0; i < n; i++, j += p->_clustentries) {
1077                 void *base = p->lut[i * p->_clustentries].vaddr;
1078                 ssize_t relofs = (ssize_t) vaddr - (ssize_t) base;
1079
1080                 /* Given address, is out of the scope of the current cluster.*/
1081                 if (base == NULL || vaddr < base || relofs >= p->_clustsize)
1082                         continue;
1083
1084                 j = j + relofs / p->_objsize;
1085                 /* KASSERT(j != 0, ("Cannot free object 0")); */
1086                 netmap_obj_free(p, j);
1087                 return;
1088         }
1089         D("address %p is not contained inside any cluster (%s)",
1090             vaddr, p->name);
1091 }
1092
1093 unsigned
1094 netmap_mem_bufsize(struct netmap_mem_d *nmd)
1095 {
1096         return nmd->pools[NETMAP_BUF_POOL]._objsize;
1097 }
1098
1099 #define netmap_if_malloc(n, len)        netmap_obj_malloc(&(n)->pools[NETMAP_IF_POOL], len, NULL, NULL)
1100 #define netmap_if_free(n, v)            netmap_obj_free_va(&(n)->pools[NETMAP_IF_POOL], (v))
1101 #define netmap_ring_malloc(n, len)      netmap_obj_malloc(&(n)->pools[NETMAP_RING_POOL], len, NULL, NULL)
1102 #define netmap_ring_free(n, v)          netmap_obj_free_va(&(n)->pools[NETMAP_RING_POOL], (v))
1103 #define netmap_buf_malloc(n, _pos, _index)                      \
1104         netmap_obj_malloc(&(n)->pools[NETMAP_BUF_POOL], netmap_mem_bufsize(n), _pos, _index)
1105
1106
1107 #if 0 /* currently unused */
1108 /* Return the index associated to the given packet buffer */
1109 #define netmap_buf_index(n, v)                                          \
1110     (netmap_obj_offset(&(n)->pools[NETMAP_BUF_POOL], (v)) / NETMAP_BDG_BUF_SIZE(n))
1111 #endif
1112
1113 /*
1114  * allocate extra buffers in a linked list.
1115  * returns the actual number.
1116  */
1117 uint32_t
1118 netmap_extra_alloc(struct netmap_adapter *na, uint32_t *head, uint32_t n)
1119 {
1120         struct netmap_mem_d *nmd = na->nm_mem;
1121         uint32_t i, pos = 0; /* opaque, scan position in the bitmap */
1122
1123         NMA_LOCK(nmd);
1124
1125         *head = 0;      /* default, 'null' index ie empty list */
1126         for (i = 0 ; i < n; i++) {
1127                 uint32_t cur = *head;   /* save current head */
1128                 uint32_t *p = netmap_buf_malloc(nmd, &pos, head);
1129                 if (p == NULL) {
1130                         D("no more buffers after %d of %d", i, n);
1131                         *head = cur; /* restore */
1132                         break;
1133                 }
1134                 ND(5, "allocate buffer %d -> %d", *head, cur);
1135                 *p = cur; /* link to previous head */
1136         }
1137
1138         NMA_UNLOCK(nmd);
1139
1140         return i;
1141 }
1142
1143 static void
1144 netmap_extra_free(struct netmap_adapter *na, uint32_t head)
1145 {
1146         struct lut_entry *lut = na->na_lut.lut;
1147         struct netmap_mem_d *nmd = na->nm_mem;
1148         struct netmap_obj_pool *p = &nmd->pools[NETMAP_BUF_POOL];
1149         uint32_t i, cur, *buf;
1150
1151         ND("freeing the extra list");
1152         for (i = 0; head >=2 && head < p->objtotal; i++) {
1153                 cur = head;
1154                 buf = lut[head].vaddr;
1155                 head = *buf;
1156                 *buf = 0;
1157                 if (netmap_obj_free(p, cur))
1158                         break;
1159         }
1160         if (head != 0)
1161                 D("breaking with head %d", head);
1162         if (netmap_verbose)
1163                 D("freed %d buffers", i);
1164 }
1165
1166
1167 /* Return nonzero on error */
1168 static int
1169 netmap_new_bufs(struct netmap_mem_d *nmd, struct netmap_slot *slot, u_int n)
1170 {
1171         struct netmap_obj_pool *p = &nmd->pools[NETMAP_BUF_POOL];
1172         u_int i = 0;    /* slot counter */
1173         uint32_t pos = 0;       /* slot in p->bitmap */
1174         uint32_t index = 0;     /* buffer index */
1175
1176         for (i = 0; i < n; i++) {
1177                 void *vaddr = netmap_buf_malloc(nmd, &pos, &index);
1178                 if (vaddr == NULL) {
1179                         D("no more buffers after %d of %d", i, n);
1180                         goto cleanup;
1181                 }
1182                 slot[i].buf_idx = index;
1183                 slot[i].len = p->_objsize;
1184                 slot[i].flags = 0;
1185                 slot[i].ptr = 0;
1186         }
1187
1188         ND("%s: allocated %d buffers, %d available, first at %d", p->name, n, p->objfree, pos);
1189         return (0);
1190
1191 cleanup:
1192         while (i > 0) {
1193                 i--;
1194                 netmap_obj_free(p, slot[i].buf_idx);
1195         }
1196         bzero(slot, n * sizeof(slot[0]));
1197         return (ENOMEM);
1198 }
1199
1200 static void
1201 netmap_mem_set_ring(struct netmap_mem_d *nmd, struct netmap_slot *slot, u_int n, uint32_t index)
1202 {
1203         struct netmap_obj_pool *p = &nmd->pools[NETMAP_BUF_POOL];
1204         u_int i;
1205
1206         for (i = 0; i < n; i++) {
1207                 slot[i].buf_idx = index;
1208                 slot[i].len = p->_objsize;
1209                 slot[i].flags = 0;
1210         }
1211 }
1212
1213
1214 static void
1215 netmap_free_buf(struct netmap_mem_d *nmd, uint32_t i)
1216 {
1217         struct netmap_obj_pool *p = &nmd->pools[NETMAP_BUF_POOL];
1218
1219         if (i < 2 || i >= p->objtotal) {
1220                 D("Cannot free buf#%d: should be in [2, %d[", i, p->objtotal);
1221                 return;
1222         }
1223         netmap_obj_free(p, i);
1224 }
1225
1226
1227 static void
1228 netmap_free_bufs(struct netmap_mem_d *nmd, struct netmap_slot *slot, u_int n)
1229 {
1230         u_int i;
1231
1232         for (i = 0; i < n; i++) {
1233                 if (slot[i].buf_idx > 1)
1234                         netmap_free_buf(nmd, slot[i].buf_idx);
1235         }
1236         ND("%s: released some buffers, available: %u",
1237                         p->name, p->objfree);
1238 }
1239
1240 static void
1241 netmap_reset_obj_allocator(struct netmap_obj_pool *p)
1242 {
1243
1244         if (p == NULL)
1245                 return;
1246         if (p->bitmap)
1247                 nm_os_free(p->bitmap);
1248         p->bitmap = NULL;
1249         if (p->invalid_bitmap)
1250                 nm_os_free(p->invalid_bitmap);
1251         p->invalid_bitmap = NULL;
1252         if (!p->alloc_done) {
1253                 /* allocation was done by somebody else.
1254                  * Let them clean up after themselves.
1255                  */
1256                 return;
1257         }
1258         if (p->lut) {
1259                 u_int i;
1260
1261                 /*
1262                  * Free each cluster allocated in
1263                  * netmap_finalize_obj_allocator().  The cluster start
1264                  * addresses are stored at multiples of p->_clusterentries
1265                  * in the lut.
1266                  */
1267                 for (i = 0; i < p->objtotal; i += p->_clustentries) {
1268                         contigfree(p->lut[i].vaddr, p->_clustsize, M_NETMAP);
1269                 }
1270                 nm_free_lut(p->lut, p->objtotal);
1271         }
1272         p->lut = NULL;
1273         p->objtotal = 0;
1274         p->memtotal = 0;
1275         p->numclusters = 0;
1276         p->objfree = 0;
1277         p->alloc_done = 0;
1278 }
1279
1280 /*
1281  * Free all resources related to an allocator.
1282  */
1283 static void
1284 netmap_destroy_obj_allocator(struct netmap_obj_pool *p)
1285 {
1286         if (p == NULL)
1287                 return;
1288         netmap_reset_obj_allocator(p);
1289 }
1290
1291 /*
1292  * We receive a request for objtotal objects, of size objsize each.
1293  * Internally we may round up both numbers, as we allocate objects
1294  * in small clusters multiple of the page size.
1295  * We need to keep track of objtotal and clustentries,
1296  * as they are needed when freeing memory.
1297  *
1298  * XXX note -- userspace needs the buffers to be contiguous,
1299  *      so we cannot afford gaps at the end of a cluster.
1300  */
1301
1302
1303 /* call with NMA_LOCK held */
1304 static int
1305 netmap_config_obj_allocator(struct netmap_obj_pool *p, u_int objtotal, u_int objsize)
1306 {
1307         int i;
1308         u_int clustsize;        /* the cluster size, multiple of page size */
1309         u_int clustentries;     /* how many objects per entry */
1310
1311         /* we store the current request, so we can
1312          * detect configuration changes later */
1313         p->r_objtotal = objtotal;
1314         p->r_objsize = objsize;
1315
1316 #define MAX_CLUSTSIZE   (1<<22)         // 4 MB
1317 #define LINE_ROUND      NM_CACHE_ALIGN  // 64
1318         if (objsize >= MAX_CLUSTSIZE) {
1319                 /* we could do it but there is no point */
1320                 D("unsupported allocation for %d bytes", objsize);
1321                 return EINVAL;
1322         }
1323         /* make sure objsize is a multiple of LINE_ROUND */
1324         i = (objsize & (LINE_ROUND - 1));
1325         if (i) {
1326                 D("XXX aligning object by %d bytes", LINE_ROUND - i);
1327                 objsize += LINE_ROUND - i;
1328         }
1329         if (objsize < p->objminsize || objsize > p->objmaxsize) {
1330                 D("requested objsize %d out of range [%d, %d]",
1331                         objsize, p->objminsize, p->objmaxsize);
1332                 return EINVAL;
1333         }
1334         if (objtotal < p->nummin || objtotal > p->nummax) {
1335                 D("requested objtotal %d out of range [%d, %d]",
1336                         objtotal, p->nummin, p->nummax);
1337                 return EINVAL;
1338         }
1339         /*
1340          * Compute number of objects using a brute-force approach:
1341          * given a max cluster size,
1342          * we try to fill it with objects keeping track of the
1343          * wasted space to the next page boundary.
1344          */
1345         for (clustentries = 0, i = 1;; i++) {
1346                 u_int delta, used = i * objsize;
1347                 if (used > MAX_CLUSTSIZE)
1348                         break;
1349                 delta = used % PAGE_SIZE;
1350                 if (delta == 0) { // exact solution
1351                         clustentries = i;
1352                         break;
1353                 }
1354         }
1355         /* exact solution not found */
1356         if (clustentries == 0) {
1357                 D("unsupported allocation for %d bytes", objsize);
1358                 return EINVAL;
1359         }
1360         /* compute clustsize */
1361         clustsize = clustentries * objsize;
1362         if (netmap_verbose)
1363                 D("objsize %d clustsize %d objects %d",
1364                         objsize, clustsize, clustentries);
1365
1366         /*
1367          * The number of clusters is n = ceil(objtotal/clustentries)
1368          * objtotal' = n * clustentries
1369          */
1370         p->_clustentries = clustentries;
1371         p->_clustsize = clustsize;
1372         p->_numclusters = (objtotal + clustentries - 1) / clustentries;
1373
1374         /* actual values (may be larger than requested) */
1375         p->_objsize = objsize;
1376         p->_objtotal = p->_numclusters * clustentries;
1377
1378         return 0;
1379 }
1380
1381 /* call with NMA_LOCK held */
1382 static int
1383 netmap_finalize_obj_allocator(struct netmap_obj_pool *p)
1384 {
1385         int i; /* must be signed */
1386         size_t n;
1387
1388         if (p->lut) {
1389                 /* if the lut is already there we assume that also all the
1390                  * clusters have already been allocated, possibily by somebody
1391                  * else (e.g., extmem). In the latter case, the alloc_done flag
1392                  * will remain at zero, so that we will not attempt to
1393                  * deallocate the clusters by ourselves in
1394                  * netmap_reset_obj_allocator.
1395                  */
1396                 return 0;
1397         }
1398
1399         /* optimistically assume we have enough memory */
1400         p->numclusters = p->_numclusters;
1401         p->objtotal = p->_objtotal;
1402         p->alloc_done = 1;
1403
1404         p->lut = nm_alloc_lut(p->objtotal);
1405         if (p->lut == NULL) {
1406                 D("Unable to create lookup table for '%s'", p->name);
1407                 goto clean;
1408         }
1409
1410         /*
1411          * Allocate clusters, init pointers
1412          */
1413
1414         n = p->_clustsize;
1415         for (i = 0; i < (int)p->objtotal;) {
1416                 int lim = i + p->_clustentries;
1417                 char *clust;
1418
1419                 /*
1420                  * XXX Note, we only need contigmalloc() for buffers attached
1421                  * to native interfaces. In all other cases (nifp, netmap rings
1422                  * and even buffers for VALE ports or emulated interfaces) we
1423                  * can live with standard malloc, because the hardware will not
1424                  * access the pages directly.
1425                  */
1426                 clust = contigmalloc(n, M_NETMAP, M_NOWAIT | M_ZERO,
1427                     (size_t)0, -1UL, PAGE_SIZE, 0);
1428                 if (clust == NULL) {
1429                         /*
1430                          * If we get here, there is a severe memory shortage,
1431                          * so halve the allocated memory to reclaim some.
1432                          */
1433                         D("Unable to create cluster at %d for '%s' allocator",
1434                             i, p->name);
1435                         if (i < 2) /* nothing to halve */
1436                                 goto out;
1437                         lim = i / 2;
1438                         for (i--; i >= lim; i--) {
1439                                 if (i % p->_clustentries == 0 && p->lut[i].vaddr)
1440                                         contigfree(p->lut[i].vaddr,
1441                                                 n, M_NETMAP);
1442                                 p->lut[i].vaddr = NULL;
1443                         }
1444                 out:
1445                         p->objtotal = i;
1446                         /* we may have stopped in the middle of a cluster */
1447                         p->numclusters = (i + p->_clustentries - 1) / p->_clustentries;
1448                         break;
1449                 }
1450                 /*
1451                  * Set lut state for all buffers in the current cluster.
1452                  *
1453                  * [i, lim) is the set of buffer indexes that cover the
1454                  * current cluster.
1455                  *
1456                  * 'clust' is really the address of the current buffer in
1457                  * the current cluster as we index through it with a stride
1458                  * of p->_objsize.
1459                  */
1460                 for (; i < lim; i++, clust += p->_objsize) {
1461                         p->lut[i].vaddr = clust;
1462 #if !defined(linux) && !defined(_WIN32)
1463                         p->lut[i].paddr = vtophys(clust);
1464 #endif
1465                 }
1466         }
1467         p->memtotal = p->numclusters * p->_clustsize;
1468         if (netmap_verbose)
1469                 D("Pre-allocated %d clusters (%d/%dKB) for '%s'",
1470                     p->numclusters, p->_clustsize >> 10,
1471                     p->memtotal >> 10, p->name);
1472
1473         return 0;
1474
1475 clean:
1476         netmap_reset_obj_allocator(p);
1477         return ENOMEM;
1478 }
1479
1480 /* call with lock held */
1481 static int
1482 netmap_mem_params_changed(struct netmap_obj_params* p)
1483 {
1484         int i, rv = 0;
1485
1486         for (i = 0; i < NETMAP_POOLS_NR; i++) {
1487                 if (p[i].last_size != p[i].size || p[i].last_num != p[i].num) {
1488                         p[i].last_size = p[i].size;
1489                         p[i].last_num = p[i].num;
1490                         rv = 1;
1491                 }
1492         }
1493         return rv;
1494 }
1495
1496 static void
1497 netmap_mem_reset_all(struct netmap_mem_d *nmd)
1498 {
1499         int i;
1500
1501         if (netmap_verbose)
1502                 D("resetting %p", nmd);
1503         for (i = 0; i < NETMAP_POOLS_NR; i++) {
1504                 netmap_reset_obj_allocator(&nmd->pools[i]);
1505         }
1506         nmd->flags  &= ~NETMAP_MEM_FINALIZED;
1507 }
1508
1509 static int
1510 netmap_mem_unmap(struct netmap_obj_pool *p, struct netmap_adapter *na)
1511 {
1512         int i, lim = p->objtotal;
1513         struct netmap_lut *lut = &na->na_lut;
1514
1515         if (na == NULL || na->pdev == NULL)
1516                 return 0;
1517
1518 #if defined(__FreeBSD__)
1519         (void)i;
1520         (void)lim;
1521         (void)lut;
1522         D("unsupported on FreeBSD");
1523 #elif defined(_WIN32)
1524         (void)i;
1525         (void)lim;
1526         (void)lut;
1527         D("unsupported on Windows");
1528 #else /* linux */
1529         ND("unmapping and freeing plut for %s", na->name);
1530         if (lut->plut == NULL)
1531                 return 0;
1532         for (i = 0; i < lim; i += p->_clustentries) {
1533                 if (lut->plut[i].paddr)
1534                         netmap_unload_map(na, (bus_dma_tag_t) na->pdev, &lut->plut[i].paddr, p->_clustsize);
1535         }
1536         nm_free_plut(lut->plut);
1537         lut->plut = NULL;
1538 #endif /* linux */
1539
1540         return 0;
1541 }
1542
1543 static int
1544 netmap_mem_map(struct netmap_obj_pool *p, struct netmap_adapter *na)
1545 {
1546         int error = 0;
1547         int i, lim = p->objtotal;
1548         struct netmap_lut *lut = &na->na_lut;
1549
1550         if (na->pdev == NULL)
1551                 return 0;
1552
1553 #if defined(__FreeBSD__)
1554         (void)i;
1555         (void)lim;
1556         (void)lut;
1557         D("unsupported on FreeBSD");
1558 #elif defined(_WIN32)
1559         (void)i;
1560         (void)lim;
1561         (void)lut;
1562         D("unsupported on Windows");
1563 #else /* linux */
1564
1565         if (lut->plut != NULL) {
1566                 ND("plut already allocated for %s", na->name);
1567                 return 0;
1568         }
1569
1570         ND("allocating physical lut for %s", na->name);
1571         lut->plut = nm_alloc_plut(lim);
1572         if (lut->plut == NULL) {
1573                 D("Failed to allocate physical lut for %s", na->name);
1574                 return ENOMEM;
1575         }
1576
1577         for (i = 0; i < lim; i += p->_clustentries) {
1578                 lut->plut[i].paddr = 0;
1579         }
1580
1581         for (i = 0; i < lim; i += p->_clustentries) {
1582                 int j;
1583
1584                 if (p->lut[i].vaddr == NULL)
1585                         continue;
1586
1587                 error = netmap_load_map(na, (bus_dma_tag_t) na->pdev, &lut->plut[i].paddr,
1588                                 p->lut[i].vaddr, p->_clustsize);
1589                 if (error) {
1590                         D("Failed to map cluster #%d from the %s pool", i, p->name);
1591                         break;
1592                 }
1593
1594                 for (j = 1; j < p->_clustentries; j++) {
1595                         lut->plut[i + j].paddr = lut->plut[i + j - 1].paddr + p->_objsize;
1596                 }
1597         }
1598
1599         if (error)
1600                 netmap_mem_unmap(p, na);
1601
1602 #endif /* linux */
1603
1604         return error;
1605 }
1606
1607 static int
1608 netmap_mem_finalize_all(struct netmap_mem_d *nmd)
1609 {
1610         int i;
1611         if (nmd->flags & NETMAP_MEM_FINALIZED)
1612                 return 0;
1613         nmd->lasterr = 0;
1614         nmd->nm_totalsize = 0;
1615         for (i = 0; i < NETMAP_POOLS_NR; i++) {
1616                 nmd->lasterr = netmap_finalize_obj_allocator(&nmd->pools[i]);
1617                 if (nmd->lasterr)
1618                         goto error;
1619                 nmd->nm_totalsize += nmd->pools[i].memtotal;
1620         }
1621         nmd->lasterr = netmap_mem_init_bitmaps(nmd);
1622         if (nmd->lasterr)
1623                 goto error;
1624
1625         nmd->flags |= NETMAP_MEM_FINALIZED;
1626
1627         if (netmap_verbose)
1628                 D("interfaces %d KB, rings %d KB, buffers %d MB",
1629                     nmd->pools[NETMAP_IF_POOL].memtotal >> 10,
1630                     nmd->pools[NETMAP_RING_POOL].memtotal >> 10,
1631                     nmd->pools[NETMAP_BUF_POOL].memtotal >> 20);
1632
1633         if (netmap_verbose)
1634                 D("Free buffers: %d", nmd->pools[NETMAP_BUF_POOL].objfree);
1635
1636
1637         return 0;
1638 error:
1639         netmap_mem_reset_all(nmd);
1640         return nmd->lasterr;
1641 }
1642
1643 /*
1644  * allocator for private memory
1645  */
1646 static void *
1647 _netmap_mem_private_new(size_t size, struct netmap_obj_params *p,
1648                 struct netmap_mem_ops *ops, int *perr)
1649 {
1650         struct netmap_mem_d *d = NULL;
1651         int i, err = 0;
1652
1653         d = nm_os_malloc(size);
1654         if (d == NULL) {
1655                 err = ENOMEM;
1656                 goto error;
1657         }
1658
1659         *d = nm_blueprint;
1660         d->ops = ops;
1661
1662         err = nm_mem_assign_id(d);
1663         if (err)
1664                 goto error_free;
1665         snprintf(d->name, NM_MEM_NAMESZ, "%d", d->nm_id);
1666
1667         for (i = 0; i < NETMAP_POOLS_NR; i++) {
1668                 snprintf(d->pools[i].name, NETMAP_POOL_MAX_NAMSZ,
1669                                 nm_blueprint.pools[i].name,
1670                                 d->name);
1671                 d->params[i].num = p[i].num;
1672                 d->params[i].size = p[i].size;
1673         }
1674
1675         NMA_LOCK_INIT(d);
1676
1677         err = netmap_mem_config(d);
1678         if (err)
1679                 goto error_rel_id;
1680
1681         d->flags &= ~NETMAP_MEM_FINALIZED;
1682
1683         return d;
1684
1685 error_rel_id:
1686         NMA_LOCK_DESTROY(d);
1687         nm_mem_release_id(d);
1688 error_free:
1689         nm_os_free(d);
1690 error:
1691         if (perr)
1692                 *perr = err;
1693         return NULL;
1694 }
1695
1696 struct netmap_mem_d *
1697 netmap_mem_private_new(u_int txr, u_int txd, u_int rxr, u_int rxd,
1698                 u_int extra_bufs, u_int npipes, int *perr)
1699 {
1700         struct netmap_mem_d *d = NULL;
1701         struct netmap_obj_params p[NETMAP_POOLS_NR];
1702         int i;
1703         u_int v, maxd;
1704         /* account for the fake host rings */
1705         txr++;
1706         rxr++;
1707
1708         /* copy the min values */
1709         for (i = 0; i < NETMAP_POOLS_NR; i++) {
1710                 p[i] = netmap_min_priv_params[i];
1711         }
1712
1713         /* possibly increase them to fit user request */
1714         v = sizeof(struct netmap_if) + sizeof(ssize_t) * (txr + rxr);
1715         if (p[NETMAP_IF_POOL].size < v)
1716                 p[NETMAP_IF_POOL].size = v;
1717         v = 2 + 4 * npipes;
1718         if (p[NETMAP_IF_POOL].num < v)
1719                 p[NETMAP_IF_POOL].num = v;
1720         maxd = (txd > rxd) ? txd : rxd;
1721         v = sizeof(struct netmap_ring) + sizeof(struct netmap_slot) * maxd;
1722         if (p[NETMAP_RING_POOL].size < v)
1723                 p[NETMAP_RING_POOL].size = v;
1724         /* each pipe endpoint needs two tx rings (1 normal + 1 host, fake)
1725          * and two rx rings (again, 1 normal and 1 fake host)
1726          */
1727         v = txr + rxr + 8 * npipes;
1728         if (p[NETMAP_RING_POOL].num < v)
1729                 p[NETMAP_RING_POOL].num = v;
1730         /* for each pipe we only need the buffers for the 4 "real" rings.
1731          * On the other end, the pipe ring dimension may be different from
1732          * the parent port ring dimension. As a compromise, we allocate twice the
1733          * space actually needed if the pipe rings were the same size as the parent rings
1734          */
1735         v = (4 * npipes + rxr) * rxd + (4 * npipes + txr) * txd + 2 + extra_bufs;
1736                 /* the +2 is for the tx and rx fake buffers (indices 0 and 1) */
1737         if (p[NETMAP_BUF_POOL].num < v)
1738                 p[NETMAP_BUF_POOL].num = v;
1739
1740         if (netmap_verbose)
1741                 D("req if %d*%d ring %d*%d buf %d*%d",
1742                         p[NETMAP_IF_POOL].num,
1743                         p[NETMAP_IF_POOL].size,
1744                         p[NETMAP_RING_POOL].num,
1745                         p[NETMAP_RING_POOL].size,
1746                         p[NETMAP_BUF_POOL].num,
1747                         p[NETMAP_BUF_POOL].size);
1748
1749         d = _netmap_mem_private_new(sizeof(*d), p, &netmap_mem_global_ops, perr);
1750
1751         return d;
1752 }
1753
1754
1755 /* call with lock held */
1756 static int
1757 netmap_mem2_config(struct netmap_mem_d *nmd)
1758 {
1759         int i;
1760
1761         if (!netmap_mem_params_changed(nmd->params))
1762                 goto out;
1763
1764         ND("reconfiguring");
1765
1766         if (nmd->flags & NETMAP_MEM_FINALIZED) {
1767                 /* reset previous allocation */
1768                 for (i = 0; i < NETMAP_POOLS_NR; i++) {
1769                         netmap_reset_obj_allocator(&nmd->pools[i]);
1770                 }
1771                 nmd->flags &= ~NETMAP_MEM_FINALIZED;
1772         }
1773
1774         for (i = 0; i < NETMAP_POOLS_NR; i++) {
1775                 nmd->lasterr = netmap_config_obj_allocator(&nmd->pools[i],
1776                                 nmd->params[i].num, nmd->params[i].size);
1777                 if (nmd->lasterr)
1778                         goto out;
1779         }
1780
1781 out:
1782
1783         return nmd->lasterr;
1784 }
1785
1786 static int
1787 netmap_mem2_finalize(struct netmap_mem_d *nmd)
1788 {
1789         if (nmd->flags & NETMAP_MEM_FINALIZED)
1790                 goto out;
1791
1792         if (netmap_mem_finalize_all(nmd))
1793                 goto out;
1794
1795         nmd->lasterr = 0;
1796
1797 out:
1798         return nmd->lasterr;
1799 }
1800
1801 static void
1802 netmap_mem2_delete(struct netmap_mem_d *nmd)
1803 {
1804         int i;
1805
1806         for (i = 0; i < NETMAP_POOLS_NR; i++) {
1807             netmap_destroy_obj_allocator(&nmd->pools[i]);
1808         }
1809
1810         NMA_LOCK_DESTROY(nmd);
1811         if (nmd != &nm_mem)
1812                 nm_os_free(nmd);
1813 }
1814
1815 #ifdef WITH_EXTMEM
1816 /* doubly linekd list of all existing external allocators */
1817 static struct netmap_mem_ext *netmap_mem_ext_list = NULL;
1818 NM_MTX_T nm_mem_ext_list_lock;
1819 #endif /* WITH_EXTMEM */
1820
1821 int
1822 netmap_mem_init(void)
1823 {
1824         NM_MTX_INIT(nm_mem_list_lock);
1825         NMA_LOCK_INIT(&nm_mem);
1826         netmap_mem_get(&nm_mem);
1827 #ifdef WITH_EXTMEM
1828         NM_MTX_INIT(nm_mem_ext_list_lock);
1829 #endif /* WITH_EXTMEM */
1830         return (0);
1831 }
1832
1833 void
1834 netmap_mem_fini(void)
1835 {
1836         netmap_mem_put(&nm_mem);
1837 }
1838
1839 static void
1840 netmap_free_rings(struct netmap_adapter *na)
1841 {
1842         enum txrx t;
1843
1844         for_rx_tx(t) {
1845                 u_int i;
1846                 for (i = 0; i < nma_get_nrings(na, t) + 1; i++) {
1847                         struct netmap_kring *kring = NMR(na, t)[i];
1848                         struct netmap_ring *ring = kring->ring;
1849
1850                         if (ring == NULL || kring->users > 0 || (kring->nr_kflags & NKR_NEEDRING)) {
1851                                 if (netmap_verbose)
1852                                         D("NOT deleting ring %s (ring %p, users %d neekring %d)",
1853                                                 kring->name, ring, kring->users, kring->nr_kflags & NKR_NEEDRING);
1854                                 continue;
1855                         }
1856                         if (netmap_verbose)
1857                                 D("deleting ring %s", kring->name);
1858                         if (!(kring->nr_kflags & NKR_FAKERING)) {
1859                                 ND("freeing bufs for %s", kring->name);
1860                                 netmap_free_bufs(na->nm_mem, ring->slot, kring->nkr_num_slots);
1861                         } else {
1862                                 ND("NOT freeing bufs for %s", kring->name);
1863                         }
1864                         netmap_ring_free(na->nm_mem, ring);
1865                         kring->ring = NULL;
1866                 }
1867         }
1868 }
1869
1870 /* call with NMA_LOCK held *
1871  *
1872  * Allocate netmap rings and buffers for this card
1873  * The rings are contiguous, but have variable size.
1874  * The kring array must follow the layout described
1875  * in netmap_krings_create().
1876  */
1877 static int
1878 netmap_mem2_rings_create(struct netmap_adapter *na)
1879 {
1880         enum txrx t;
1881
1882         for_rx_tx(t) {
1883                 u_int i;
1884
1885                 for (i = 0; i <= nma_get_nrings(na, t); i++) {
1886                         struct netmap_kring *kring = NMR(na, t)[i];
1887                         struct netmap_ring *ring = kring->ring;
1888                         u_int len, ndesc;
1889
1890                         if (ring || (!kring->users && !(kring->nr_kflags & NKR_NEEDRING))) {
1891                                 /* uneeded, or already created by somebody else */
1892                                 if (netmap_verbose)
1893                                         D("NOT creating ring %s (ring %p, users %d neekring %d)",
1894                                                 kring->name, ring, kring->users, kring->nr_kflags & NKR_NEEDRING);
1895                                 continue;
1896                         }
1897                         if (netmap_verbose)
1898                                 D("creating %s", kring->name);
1899                         ndesc = kring->nkr_num_slots;
1900                         len = sizeof(struct netmap_ring) +
1901                                   ndesc * sizeof(struct netmap_slot);
1902                         ring = netmap_ring_malloc(na->nm_mem, len);
1903                         if (ring == NULL) {
1904                                 D("Cannot allocate %s_ring", nm_txrx2str(t));
1905                                 goto cleanup;
1906                         }
1907                         ND("txring at %p", ring);
1908                         kring->ring = ring;
1909                         *(uint32_t *)(uintptr_t)&ring->num_slots = ndesc;
1910                         *(int64_t *)(uintptr_t)&ring->buf_ofs =
1911                             (na->nm_mem->pools[NETMAP_IF_POOL].memtotal +
1912                                 na->nm_mem->pools[NETMAP_RING_POOL].memtotal) -
1913                                 netmap_ring_offset(na->nm_mem, ring);
1914
1915                         /* copy values from kring */
1916                         ring->head = kring->rhead;
1917                         ring->cur = kring->rcur;
1918                         ring->tail = kring->rtail;
1919                         *(uint32_t *)(uintptr_t)&ring->nr_buf_size =
1920                                 netmap_mem_bufsize(na->nm_mem);
1921                         ND("%s h %d c %d t %d", kring->name,
1922                                 ring->head, ring->cur, ring->tail);
1923                         ND("initializing slots for %s_ring", nm_txrx2str(txrx));
1924                         if (!(kring->nr_kflags & NKR_FAKERING)) {
1925                                 /* this is a real ring */
1926                                 ND("allocating buffers for %s", kring->name);
1927                                 if (netmap_new_bufs(na->nm_mem, ring->slot, ndesc)) {
1928                                         D("Cannot allocate buffers for %s_ring", nm_txrx2str(t));
1929                                         goto cleanup;
1930                                 }
1931                         } else {
1932                                 /* this is a fake ring, set all indices to 0 */
1933                                 ND("NOT allocating buffers for %s", kring->name);
1934                                 netmap_mem_set_ring(na->nm_mem, ring->slot, ndesc, 0);
1935                         }
1936                         /* ring info */
1937                         *(uint16_t *)(uintptr_t)&ring->ringid = kring->ring_id;
1938                         *(uint16_t *)(uintptr_t)&ring->dir = kring->tx;
1939                 }
1940         }
1941
1942         return 0;
1943
1944 cleanup:
1945         netmap_free_rings(na);
1946
1947         return ENOMEM;
1948 }
1949
1950 static void
1951 netmap_mem2_rings_delete(struct netmap_adapter *na)
1952 {
1953         /* last instance, release bufs and rings */
1954         netmap_free_rings(na);
1955 }
1956
1957
1958 /* call with NMA_LOCK held */
1959 /*
1960  * Allocate the per-fd structure netmap_if.
1961  *
1962  * We assume that the configuration stored in na
1963  * (number of tx/rx rings and descs) does not change while
1964  * the interface is in netmap mode.
1965  */
1966 static struct netmap_if *
1967 netmap_mem2_if_new(struct netmap_adapter *na, struct netmap_priv_d *priv)
1968 {
1969         struct netmap_if *nifp;
1970         ssize_t base; /* handy for relative offsets between rings and nifp */
1971         u_int i, len, n[NR_TXRX], ntot;
1972         enum txrx t;
1973
1974         ntot = 0;
1975         for_rx_tx(t) {
1976                 /* account for the (eventually fake) host rings */
1977                 n[t] = nma_get_nrings(na, t) + 1;
1978                 ntot += n[t];
1979         }
1980         /*
1981          * the descriptor is followed inline by an array of offsets
1982          * to the tx and rx rings in the shared memory region.
1983          */
1984
1985         len = sizeof(struct netmap_if) + (ntot * sizeof(ssize_t));
1986         nifp = netmap_if_malloc(na->nm_mem, len);
1987         if (nifp == NULL) {
1988                 NMA_UNLOCK(na->nm_mem);
1989                 return NULL;
1990         }
1991
1992         /* initialize base fields -- override const */
1993         *(u_int *)(uintptr_t)&nifp->ni_tx_rings = na->num_tx_rings;
1994         *(u_int *)(uintptr_t)&nifp->ni_rx_rings = na->num_rx_rings;
1995         strncpy(nifp->ni_name, na->name, (size_t)IFNAMSIZ);
1996
1997         /*
1998          * fill the slots for the rx and tx rings. They contain the offset
1999          * between the ring and nifp, so the information is usable in
2000          * userspace to reach the ring from the nifp.
2001          */
2002         base = netmap_if_offset(na->nm_mem, nifp);
2003         for (i = 0; i < n[NR_TX]; i++) {
2004                 /* XXX instead of ofs == 0 maybe use the offset of an error
2005                  * ring, like we do for buffers? */
2006                 ssize_t ofs = 0;
2007
2008                 if (na->tx_rings[i]->ring != NULL && i >= priv->np_qfirst[NR_TX]
2009                                 && i < priv->np_qlast[NR_TX]) {
2010                         ofs = netmap_ring_offset(na->nm_mem,
2011                                                  na->tx_rings[i]->ring) - base;
2012                 }
2013                 *(ssize_t *)(uintptr_t)&nifp->ring_ofs[i] = ofs;
2014         }
2015         for (i = 0; i < n[NR_RX]; i++) {
2016                 /* XXX instead of ofs == 0 maybe use the offset of an error
2017                  * ring, like we do for buffers? */
2018                 ssize_t ofs = 0;
2019
2020                 if (na->rx_rings[i]->ring != NULL && i >= priv->np_qfirst[NR_RX]
2021                                 && i < priv->np_qlast[NR_RX]) {
2022                         ofs = netmap_ring_offset(na->nm_mem,
2023                                                  na->rx_rings[i]->ring) - base;
2024                 }
2025                 *(ssize_t *)(uintptr_t)&nifp->ring_ofs[i+n[NR_TX]] = ofs;
2026         }
2027
2028         return (nifp);
2029 }
2030
2031 static void
2032 netmap_mem2_if_delete(struct netmap_adapter *na, struct netmap_if *nifp)
2033 {
2034         if (nifp == NULL)
2035                 /* nothing to do */
2036                 return;
2037         if (nifp->ni_bufs_head)
2038                 netmap_extra_free(na, nifp->ni_bufs_head);
2039         netmap_if_free(na->nm_mem, nifp);
2040 }
2041
2042 static void
2043 netmap_mem2_deref(struct netmap_mem_d *nmd)
2044 {
2045
2046         if (netmap_verbose)
2047                 D("active = %d", nmd->active);
2048
2049 }
2050
2051 struct netmap_mem_ops netmap_mem_global_ops = {
2052         .nmd_get_lut = netmap_mem2_get_lut,
2053         .nmd_get_info = netmap_mem2_get_info,
2054         .nmd_ofstophys = netmap_mem2_ofstophys,
2055         .nmd_config = netmap_mem2_config,
2056         .nmd_finalize = netmap_mem2_finalize,
2057         .nmd_deref = netmap_mem2_deref,
2058         .nmd_delete = netmap_mem2_delete,
2059         .nmd_if_offset = netmap_mem2_if_offset,
2060         .nmd_if_new = netmap_mem2_if_new,
2061         .nmd_if_delete = netmap_mem2_if_delete,
2062         .nmd_rings_create = netmap_mem2_rings_create,
2063         .nmd_rings_delete = netmap_mem2_rings_delete
2064 };
2065
2066 int
2067 netmap_mem_pools_info_get(struct nmreq_pools_info *req,
2068                                 struct netmap_mem_d *nmd)
2069 {
2070         int ret;
2071
2072         ret = netmap_mem_get_info(nmd, &req->nr_memsize, NULL,
2073                                         &req->nr_mem_id);
2074         if (ret) {
2075                 return ret;
2076         }
2077
2078         NMA_LOCK(nmd);
2079         req->nr_if_pool_offset = 0;
2080         req->nr_if_pool_objtotal = nmd->pools[NETMAP_IF_POOL].objtotal;
2081         req->nr_if_pool_objsize = nmd->pools[NETMAP_IF_POOL]._objsize;
2082
2083         req->nr_ring_pool_offset = nmd->pools[NETMAP_IF_POOL].memtotal;
2084         req->nr_ring_pool_objtotal = nmd->pools[NETMAP_RING_POOL].objtotal;
2085         req->nr_ring_pool_objsize = nmd->pools[NETMAP_RING_POOL]._objsize;
2086
2087         req->nr_buf_pool_offset = nmd->pools[NETMAP_IF_POOL].memtotal +
2088                              nmd->pools[NETMAP_RING_POOL].memtotal;
2089         req->nr_buf_pool_objtotal = nmd->pools[NETMAP_BUF_POOL].objtotal;
2090         req->nr_buf_pool_objsize = nmd->pools[NETMAP_BUF_POOL]._objsize;
2091         NMA_UNLOCK(nmd);
2092
2093         return 0;
2094 }
2095
2096 #ifdef WITH_EXTMEM
2097 struct netmap_mem_ext {
2098         struct netmap_mem_d up;
2099
2100         struct nm_os_extmem *os;
2101         struct netmap_mem_ext *next, *prev;
2102 };
2103
2104 /* call with nm_mem_list_lock held */
2105 static void
2106 netmap_mem_ext_register(struct netmap_mem_ext *e)
2107 {
2108         NM_MTX_LOCK(nm_mem_ext_list_lock);
2109         if (netmap_mem_ext_list)
2110                 netmap_mem_ext_list->prev = e;
2111         e->next = netmap_mem_ext_list;
2112         netmap_mem_ext_list = e;
2113         e->prev = NULL;
2114         NM_MTX_UNLOCK(nm_mem_ext_list_lock);
2115 }
2116
2117 /* call with nm_mem_list_lock held */
2118 static void
2119 netmap_mem_ext_unregister(struct netmap_mem_ext *e)
2120 {
2121         if (e->prev)
2122                 e->prev->next = e->next;
2123         else
2124                 netmap_mem_ext_list = e->next;
2125         if (e->next)
2126                 e->next->prev = e->prev;
2127         e->prev = e->next = NULL;
2128 }
2129
2130 static struct netmap_mem_ext *
2131 netmap_mem_ext_search(struct nm_os_extmem *os)
2132 {
2133         struct netmap_mem_ext *e;
2134
2135         NM_MTX_LOCK(nm_mem_ext_list_lock);
2136         for (e = netmap_mem_ext_list; e; e = e->next) {
2137                 if (nm_os_extmem_isequal(e->os, os)) {
2138                         netmap_mem_get(&e->up);
2139                         break;
2140                 }
2141         }
2142         NM_MTX_UNLOCK(nm_mem_ext_list_lock);
2143         return e;
2144 }
2145
2146
2147 static void
2148 netmap_mem_ext_delete(struct netmap_mem_d *d)
2149 {
2150         int i;
2151         struct netmap_mem_ext *e =
2152                 (struct netmap_mem_ext *)d;
2153
2154         netmap_mem_ext_unregister(e);
2155
2156         for (i = 0; i < NETMAP_POOLS_NR; i++) {
2157                 struct netmap_obj_pool *p = &d->pools[i];
2158
2159                 if (p->lut) {
2160                         nm_free_lut(p->lut, p->objtotal);
2161                         p->lut = NULL;
2162                 }
2163         }
2164         if (e->os)
2165                 nm_os_extmem_delete(e->os);
2166         netmap_mem2_delete(d);
2167 }
2168
2169 static int
2170 netmap_mem_ext_config(struct netmap_mem_d *nmd)
2171 {
2172         return 0;
2173 }
2174
2175 struct netmap_mem_ops netmap_mem_ext_ops = {
2176         .nmd_get_lut = netmap_mem2_get_lut,
2177         .nmd_get_info = netmap_mem2_get_info,
2178         .nmd_ofstophys = netmap_mem2_ofstophys,
2179         .nmd_config = netmap_mem_ext_config,
2180         .nmd_finalize = netmap_mem2_finalize,
2181         .nmd_deref = netmap_mem2_deref,
2182         .nmd_delete = netmap_mem_ext_delete,
2183         .nmd_if_offset = netmap_mem2_if_offset,
2184         .nmd_if_new = netmap_mem2_if_new,
2185         .nmd_if_delete = netmap_mem2_if_delete,
2186         .nmd_rings_create = netmap_mem2_rings_create,
2187         .nmd_rings_delete = netmap_mem2_rings_delete
2188 };
2189
2190 struct netmap_mem_d *
2191 netmap_mem_ext_create(uint64_t usrptr, struct nmreq_pools_info *pi, int *perror)
2192 {
2193         int error = 0;
2194         int i, j;
2195         struct netmap_mem_ext *nme;
2196         char *clust;
2197         size_t off;
2198         struct nm_os_extmem *os = NULL;
2199         int nr_pages;
2200
2201         // XXX sanity checks
2202         if (pi->nr_if_pool_objtotal == 0)
2203                 pi->nr_if_pool_objtotal = netmap_min_priv_params[NETMAP_IF_POOL].num;
2204         if (pi->nr_if_pool_objsize == 0)
2205                 pi->nr_if_pool_objsize = netmap_min_priv_params[NETMAP_IF_POOL].size;
2206         if (pi->nr_ring_pool_objtotal == 0)
2207                 pi->nr_ring_pool_objtotal = netmap_min_priv_params[NETMAP_RING_POOL].num;
2208         if (pi->nr_ring_pool_objsize == 0)
2209                 pi->nr_ring_pool_objsize = netmap_min_priv_params[NETMAP_RING_POOL].size;
2210         if (pi->nr_buf_pool_objtotal == 0)
2211                 pi->nr_buf_pool_objtotal = netmap_min_priv_params[NETMAP_BUF_POOL].num;
2212         if (pi->nr_buf_pool_objsize == 0)
2213                 pi->nr_buf_pool_objsize = netmap_min_priv_params[NETMAP_BUF_POOL].size;
2214         D("if %d %d ring %d %d buf %d %d",
2215                         pi->nr_if_pool_objtotal, pi->nr_if_pool_objsize,
2216                         pi->nr_ring_pool_objtotal, pi->nr_ring_pool_objsize,
2217                         pi->nr_buf_pool_objtotal, pi->nr_buf_pool_objsize);
2218
2219         os = nm_os_extmem_create(usrptr, pi, &error);
2220         if (os == NULL) {
2221                 D("os extmem creation failed");
2222                 goto out;
2223         }
2224
2225         nme = netmap_mem_ext_search(os);
2226         if (nme) {
2227                 nm_os_extmem_delete(os);
2228                 return &nme->up;
2229         }
2230         D("not found, creating new");
2231
2232         nme = _netmap_mem_private_new(sizeof(*nme),
2233                         (struct netmap_obj_params[]){
2234                                 { pi->nr_if_pool_objsize, pi->nr_if_pool_objtotal },
2235                                 { pi->nr_ring_pool_objsize, pi->nr_ring_pool_objtotal },
2236                                 { pi->nr_buf_pool_objsize, pi->nr_buf_pool_objtotal }},
2237                         &netmap_mem_ext_ops,
2238                         &error);
2239         if (nme == NULL)
2240                 goto out_unmap;
2241
2242         nr_pages = nm_os_extmem_nr_pages(os);
2243
2244         /* from now on pages will be released by nme destructor;
2245          * we let res = 0 to prevent release in out_unmap below
2246          */
2247         nme->os = os;
2248         os = NULL; /* pass ownership */
2249
2250         clust = nm_os_extmem_nextpage(nme->os);
2251         off = 0;
2252         for (i = 0; i < NETMAP_POOLS_NR; i++) {
2253                 struct netmap_obj_pool *p = &nme->up.pools[i];
2254                 struct netmap_obj_params *o = &nme->up.params[i];
2255
2256                 p->_objsize = o->size;
2257                 p->_clustsize = o->size;
2258                 p->_clustentries = 1;
2259
2260                 p->lut = nm_alloc_lut(o->num);
2261                 if (p->lut == NULL) {
2262                         error = ENOMEM;
2263                         goto out_delete;
2264                 }
2265
2266                 p->bitmap_slots = (o->num + sizeof(uint32_t) - 1) / sizeof(uint32_t);
2267                 p->invalid_bitmap = nm_os_malloc(sizeof(uint32_t) * p->bitmap_slots);
2268                 if (p->invalid_bitmap == NULL) {
2269                         error = ENOMEM;
2270                         goto out_delete;
2271                 }
2272
2273                 if (nr_pages == 0) {
2274                         p->objtotal = 0;
2275                         p->memtotal = 0;
2276                         p->objfree = 0;
2277                         continue;
2278                 }
2279
2280                 for (j = 0; j < o->num && nr_pages > 0; j++) {
2281                         size_t noff;
2282
2283                         p->lut[j].vaddr = clust + off;
2284 #if !defined(linux) && !defined(_WIN32)
2285                         p->lut[j].paddr = vtophys(p->lut[j].vaddr);
2286 #endif
2287                         ND("%s %d at %p", p->name, j, p->lut[j].vaddr);
2288                         noff = off + p->_objsize;
2289                         if (noff < PAGE_SIZE) {
2290                                 off = noff;
2291                                 continue;
2292                         }
2293                         ND("too big, recomputing offset...");
2294                         while (noff >= PAGE_SIZE) {
2295                                 char *old_clust = clust;
2296                                 noff -= PAGE_SIZE;
2297                                 clust = nm_os_extmem_nextpage(nme->os);
2298                                 nr_pages--;
2299                                 ND("noff %zu page %p nr_pages %d", noff,
2300                                                 page_to_virt(*pages), nr_pages);
2301                                 if (noff > 0 && !nm_isset(p->invalid_bitmap, j) &&
2302                                         (nr_pages == 0 ||
2303                                          old_clust + PAGE_SIZE != clust))
2304                                 {
2305                                         /* out of space or non contiguous,
2306                                          * drop this object
2307                                          * */
2308                                         p->invalid_bitmap[ (j>>5) ] |= 1U << (j & 31U);
2309                                         ND("non contiguous at off %zu, drop", noff);
2310                                 }
2311                                 if (nr_pages == 0)
2312                                         break;
2313                         }
2314                         off = noff;
2315                 }
2316                 p->objtotal = j;
2317                 p->numclusters = p->objtotal;
2318                 p->memtotal = j * p->_objsize;
2319                 ND("%d memtotal %u", j, p->memtotal);
2320         }
2321
2322         netmap_mem_ext_register(nme);
2323
2324         return &nme->up;
2325
2326 out_delete:
2327         netmap_mem_put(&nme->up);
2328 out_unmap:
2329         if (os)
2330                 nm_os_extmem_delete(os);
2331 out:
2332         if (perror)
2333                 *perror = error;
2334         return NULL;
2335
2336 }
2337 #endif /* WITH_EXTMEM */
2338
2339
2340 #ifdef WITH_PTNETMAP_GUEST
2341 struct mem_pt_if {
2342         struct mem_pt_if *next;
2343         struct ifnet *ifp;
2344         unsigned int nifp_offset;
2345 };
2346
2347 /* Netmap allocator for ptnetmap guests. */
2348 struct netmap_mem_ptg {
2349         struct netmap_mem_d up;
2350
2351         vm_paddr_t nm_paddr;            /* physical address in the guest */
2352         void *nm_addr;                  /* virtual address in the guest */
2353         struct netmap_lut buf_lut;      /* lookup table for BUF pool in the guest */
2354         nm_memid_t host_mem_id;         /* allocator identifier in the host */
2355         struct ptnetmap_memdev *ptn_dev;/* ptnetmap memdev */
2356         struct mem_pt_if *pt_ifs;       /* list of interfaces in passthrough */
2357 };
2358
2359 /* Link a passthrough interface to a passthrough netmap allocator. */
2360 static int
2361 netmap_mem_pt_guest_ifp_add(struct netmap_mem_d *nmd, struct ifnet *ifp,
2362                             unsigned int nifp_offset)
2363 {
2364         struct netmap_mem_ptg *ptnmd = (struct netmap_mem_ptg *)nmd;
2365         struct mem_pt_if *ptif = nm_os_malloc(sizeof(*ptif));
2366
2367         if (!ptif) {
2368                 return ENOMEM;
2369         }
2370
2371         NMA_LOCK(nmd);
2372
2373         ptif->ifp = ifp;
2374         ptif->nifp_offset = nifp_offset;
2375
2376         if (ptnmd->pt_ifs) {
2377                 ptif->next = ptnmd->pt_ifs;
2378         }
2379         ptnmd->pt_ifs = ptif;
2380
2381         NMA_UNLOCK(nmd);
2382
2383         D("added (ifp=%p,nifp_offset=%u)", ptif->ifp, ptif->nifp_offset);
2384
2385         return 0;
2386 }
2387
2388 /* Called with NMA_LOCK(nmd) held. */
2389 static struct mem_pt_if *
2390 netmap_mem_pt_guest_ifp_lookup(struct netmap_mem_d *nmd, struct ifnet *ifp)
2391 {
2392         struct netmap_mem_ptg *ptnmd = (struct netmap_mem_ptg *)nmd;
2393         struct mem_pt_if *curr;
2394
2395         for (curr = ptnmd->pt_ifs; curr; curr = curr->next) {
2396                 if (curr->ifp == ifp) {
2397                         return curr;
2398                 }
2399         }
2400
2401         return NULL;
2402 }
2403
2404 /* Unlink a passthrough interface from a passthrough netmap allocator. */
2405 int
2406 netmap_mem_pt_guest_ifp_del(struct netmap_mem_d *nmd, struct ifnet *ifp)
2407 {
2408         struct netmap_mem_ptg *ptnmd = (struct netmap_mem_ptg *)nmd;
2409         struct mem_pt_if *prev = NULL;
2410         struct mem_pt_if *curr;
2411         int ret = -1;
2412
2413         NMA_LOCK(nmd);
2414
2415         for (curr = ptnmd->pt_ifs; curr; curr = curr->next) {
2416                 if (curr->ifp == ifp) {
2417                         if (prev) {
2418                                 prev->next = curr->next;
2419                         } else {
2420                                 ptnmd->pt_ifs = curr->next;
2421                         }
2422                         D("removed (ifp=%p,nifp_offset=%u)",
2423                           curr->ifp, curr->nifp_offset);
2424                         nm_os_free(curr);
2425                         ret = 0;
2426                         break;
2427                 }
2428                 prev = curr;
2429         }
2430
2431         NMA_UNLOCK(nmd);
2432
2433         return ret;
2434 }
2435
2436 static int
2437 netmap_mem_pt_guest_get_lut(struct netmap_mem_d *nmd, struct netmap_lut *lut)
2438 {
2439         struct netmap_mem_ptg *ptnmd = (struct netmap_mem_ptg *)nmd;
2440
2441         if (!(nmd->flags & NETMAP_MEM_FINALIZED)) {
2442                 return EINVAL;
2443         }
2444
2445         *lut = ptnmd->buf_lut;
2446         return 0;
2447 }
2448
2449 static int
2450 netmap_mem_pt_guest_get_info(struct netmap_mem_d *nmd, uint64_t *size,
2451                              u_int *memflags, uint16_t *id)
2452 {
2453         int error = 0;
2454
2455         error = nmd->ops->nmd_config(nmd);
2456         if (error)
2457                 goto out;
2458
2459         if (size)
2460                 *size = nmd->nm_totalsize;
2461         if (memflags)
2462                 *memflags = nmd->flags;
2463         if (id)
2464                 *id = nmd->nm_id;
2465
2466 out:
2467
2468         return error;
2469 }
2470
2471 static vm_paddr_t
2472 netmap_mem_pt_guest_ofstophys(struct netmap_mem_d *nmd, vm_ooffset_t off)
2473 {
2474         struct netmap_mem_ptg *ptnmd = (struct netmap_mem_ptg *)nmd;
2475         vm_paddr_t paddr;
2476         /* if the offset is valid, just return csb->base_addr + off */
2477         paddr = (vm_paddr_t)(ptnmd->nm_paddr + off);
2478         ND("off %lx padr %lx", off, (unsigned long)paddr);
2479         return paddr;
2480 }
2481
2482 static int
2483 netmap_mem_pt_guest_config(struct netmap_mem_d *nmd)
2484 {
2485         /* nothing to do, we are configured on creation
2486          * and configuration never changes thereafter
2487          */
2488         return 0;
2489 }
2490
2491 static int
2492 netmap_mem_pt_guest_finalize(struct netmap_mem_d *nmd)
2493 {
2494         struct netmap_mem_ptg *ptnmd = (struct netmap_mem_ptg *)nmd;
2495         uint64_t mem_size;
2496         uint32_t bufsize;
2497         uint32_t nbuffers;
2498         uint32_t poolofs;
2499         vm_paddr_t paddr;
2500         char *vaddr;
2501         int i;
2502         int error = 0;
2503
2504         if (nmd->flags & NETMAP_MEM_FINALIZED)
2505                 goto out;
2506
2507         if (ptnmd->ptn_dev == NULL) {
2508                 D("ptnetmap memdev not attached");
2509                 error = ENOMEM;
2510                 goto out;
2511         }
2512         /* Map memory through ptnetmap-memdev BAR. */
2513         error = nm_os_pt_memdev_iomap(ptnmd->ptn_dev, &ptnmd->nm_paddr,
2514                                       &ptnmd->nm_addr, &mem_size);
2515         if (error)
2516                 goto out;
2517
2518         /* Initialize the lut using the information contained in the
2519          * ptnetmap memory device. */
2520         bufsize = nm_os_pt_memdev_ioread(ptnmd->ptn_dev,
2521                                          PTNET_MDEV_IO_BUF_POOL_OBJSZ);
2522         nbuffers = nm_os_pt_memdev_ioread(ptnmd->ptn_dev,
2523                                          PTNET_MDEV_IO_BUF_POOL_OBJNUM);
2524
2525         /* allocate the lut */
2526         if (ptnmd->buf_lut.lut == NULL) {
2527                 D("allocating lut");
2528                 ptnmd->buf_lut.lut = nm_alloc_lut(nbuffers);
2529                 if (ptnmd->buf_lut.lut == NULL) {
2530                         D("lut allocation failed");
2531                         return ENOMEM;
2532                 }
2533         }
2534
2535         /* we have physically contiguous memory mapped through PCI BAR */
2536         poolofs = nm_os_pt_memdev_ioread(ptnmd->ptn_dev,
2537                                          PTNET_MDEV_IO_BUF_POOL_OFS);
2538         vaddr = (char *)(ptnmd->nm_addr) + poolofs;
2539         paddr = ptnmd->nm_paddr + poolofs;
2540
2541         for (i = 0; i < nbuffers; i++) {
2542                 ptnmd->buf_lut.lut[i].vaddr = vaddr;
2543                 vaddr += bufsize;
2544                 paddr += bufsize;
2545         }
2546
2547         ptnmd->buf_lut.objtotal = nbuffers;
2548         ptnmd->buf_lut.objsize = bufsize;
2549         nmd->nm_totalsize = (unsigned int)mem_size;
2550
2551         /* Initialize these fields as are needed by
2552          * netmap_mem_bufsize().
2553          * XXX please improve this, why do we need this
2554          * replication? maybe we nmd->pools[] should no be
2555          * there for the guest allocator? */
2556         nmd->pools[NETMAP_BUF_POOL]._objsize = bufsize;
2557         nmd->pools[NETMAP_BUF_POOL]._objtotal = nbuffers;
2558
2559         nmd->flags |= NETMAP_MEM_FINALIZED;
2560 out:
2561         return error;
2562 }
2563
2564 static void
2565 netmap_mem_pt_guest_deref(struct netmap_mem_d *nmd)
2566 {
2567         struct netmap_mem_ptg *ptnmd = (struct netmap_mem_ptg *)nmd;
2568
2569         if (nmd->active == 1 &&
2570                 (nmd->flags & NETMAP_MEM_FINALIZED)) {
2571             nmd->flags  &= ~NETMAP_MEM_FINALIZED;
2572             /* unmap ptnetmap-memdev memory */
2573             if (ptnmd->ptn_dev) {
2574                 nm_os_pt_memdev_iounmap(ptnmd->ptn_dev);
2575             }
2576             ptnmd->nm_addr = NULL;
2577             ptnmd->nm_paddr = 0;
2578         }
2579 }
2580
2581 static ssize_t
2582 netmap_mem_pt_guest_if_offset(struct netmap_mem_d *nmd, const void *vaddr)
2583 {
2584         struct netmap_mem_ptg *ptnmd = (struct netmap_mem_ptg *)nmd;
2585
2586         return (const char *)(vaddr) - (char *)(ptnmd->nm_addr);
2587 }
2588
2589 static void
2590 netmap_mem_pt_guest_delete(struct netmap_mem_d *nmd)
2591 {
2592         if (nmd == NULL)
2593                 return;
2594         if (netmap_verbose)
2595                 D("deleting %p", nmd);
2596         if (nmd->active > 0)
2597                 D("bug: deleting mem allocator with active=%d!", nmd->active);
2598         if (netmap_verbose)
2599                 D("done deleting %p", nmd);
2600         NMA_LOCK_DESTROY(nmd);
2601         nm_os_free(nmd);
2602 }
2603
2604 static struct netmap_if *
2605 netmap_mem_pt_guest_if_new(struct netmap_adapter *na, struct netmap_priv_d *priv)
2606 {
2607         struct netmap_mem_ptg *ptnmd = (struct netmap_mem_ptg *)na->nm_mem;
2608         struct mem_pt_if *ptif;
2609         struct netmap_if *nifp = NULL;
2610
2611         ptif = netmap_mem_pt_guest_ifp_lookup(na->nm_mem, na->ifp);
2612         if (ptif == NULL) {
2613                 D("Error: interface %p is not in passthrough", na->ifp);
2614                 goto out;
2615         }
2616
2617         nifp = (struct netmap_if *)((char *)(ptnmd->nm_addr) +
2618                                     ptif->nifp_offset);
2619 out:
2620         return nifp;
2621 }
2622
2623 static void
2624 netmap_mem_pt_guest_if_delete(struct netmap_adapter *na, struct netmap_if *nifp)
2625 {
2626         struct mem_pt_if *ptif;
2627
2628         ptif = netmap_mem_pt_guest_ifp_lookup(na->nm_mem, na->ifp);
2629         if (ptif == NULL) {
2630                 D("Error: interface %p is not in passthrough", na->ifp);
2631         }
2632 }
2633
2634 static int
2635 netmap_mem_pt_guest_rings_create(struct netmap_adapter *na)
2636 {
2637         struct netmap_mem_ptg *ptnmd = (struct netmap_mem_ptg *)na->nm_mem;
2638         struct mem_pt_if *ptif;
2639         struct netmap_if *nifp;
2640         int i, error = -1;
2641
2642         ptif = netmap_mem_pt_guest_ifp_lookup(na->nm_mem, na->ifp);
2643         if (ptif == NULL) {
2644                 D("Error: interface %p is not in passthrough", na->ifp);
2645                 goto out;
2646         }
2647
2648
2649         /* point each kring to the corresponding backend ring */
2650         nifp = (struct netmap_if *)((char *)ptnmd->nm_addr + ptif->nifp_offset);
2651         for (i = 0; i <= na->num_tx_rings; i++) {
2652                 struct netmap_kring *kring = na->tx_rings[i];
2653                 if (kring->ring)
2654                         continue;
2655                 kring->ring = (struct netmap_ring *)
2656                         ((char *)nifp + nifp->ring_ofs[i]);
2657         }
2658         for (i = 0; i <= na->num_rx_rings; i++) {
2659                 struct netmap_kring *kring = na->rx_rings[i];
2660                 if (kring->ring)
2661                         continue;
2662                 kring->ring = (struct netmap_ring *)
2663                         ((char *)nifp +
2664                          nifp->ring_ofs[i + na->num_tx_rings + 1]);
2665         }
2666
2667         error = 0;
2668 out:
2669         return error;
2670 }
2671
2672 static void
2673 netmap_mem_pt_guest_rings_delete(struct netmap_adapter *na)
2674 {
2675 #if 0
2676         enum txrx t;
2677
2678         for_rx_tx(t) {
2679                 u_int i;
2680                 for (i = 0; i < nma_get_nrings(na, t) + 1; i++) {
2681                         struct netmap_kring *kring = &NMR(na, t)[i];
2682
2683                         kring->ring = NULL;
2684                 }
2685         }
2686 #endif
2687 }
2688
2689 static struct netmap_mem_ops netmap_mem_pt_guest_ops = {
2690         .nmd_get_lut = netmap_mem_pt_guest_get_lut,
2691         .nmd_get_info = netmap_mem_pt_guest_get_info,
2692         .nmd_ofstophys = netmap_mem_pt_guest_ofstophys,
2693         .nmd_config = netmap_mem_pt_guest_config,
2694         .nmd_finalize = netmap_mem_pt_guest_finalize,
2695         .nmd_deref = netmap_mem_pt_guest_deref,
2696         .nmd_if_offset = netmap_mem_pt_guest_if_offset,
2697         .nmd_delete = netmap_mem_pt_guest_delete,
2698         .nmd_if_new = netmap_mem_pt_guest_if_new,
2699         .nmd_if_delete = netmap_mem_pt_guest_if_delete,
2700         .nmd_rings_create = netmap_mem_pt_guest_rings_create,
2701         .nmd_rings_delete = netmap_mem_pt_guest_rings_delete
2702 };
2703
2704 /* Called with nm_mem_list_lock held. */
2705 static struct netmap_mem_d *
2706 netmap_mem_pt_guest_find_memid(nm_memid_t mem_id)
2707 {
2708         struct netmap_mem_d *mem = NULL;
2709         struct netmap_mem_d *scan = netmap_last_mem_d;
2710
2711         do {
2712                 /* find ptnetmap allocator through host ID */
2713                 if (scan->ops->nmd_deref == netmap_mem_pt_guest_deref &&
2714                         ((struct netmap_mem_ptg *)(scan))->host_mem_id == mem_id) {
2715                         mem = scan;
2716                         mem->refcount++;
2717                         NM_DBG_REFC(mem, __FUNCTION__, __LINE__);
2718                         break;
2719                 }
2720                 scan = scan->next;
2721         } while (scan != netmap_last_mem_d);
2722
2723         return mem;
2724 }
2725
2726 /* Called with nm_mem_list_lock held. */
2727 static struct netmap_mem_d *
2728 netmap_mem_pt_guest_create(nm_memid_t mem_id)
2729 {
2730         struct netmap_mem_ptg *ptnmd;
2731         int err = 0;
2732
2733         ptnmd = nm_os_malloc(sizeof(struct netmap_mem_ptg));
2734         if (ptnmd == NULL) {
2735                 err = ENOMEM;
2736                 goto error;
2737         }
2738
2739         ptnmd->up.ops = &netmap_mem_pt_guest_ops;
2740         ptnmd->host_mem_id = mem_id;
2741         ptnmd->pt_ifs = NULL;
2742
2743         /* Assign new id in the guest (We have the lock) */
2744         err = nm_mem_assign_id_locked(&ptnmd->up);
2745         if (err)
2746                 goto error;
2747
2748         ptnmd->up.flags &= ~NETMAP_MEM_FINALIZED;
2749         ptnmd->up.flags |= NETMAP_MEM_IO;
2750
2751         NMA_LOCK_INIT(&ptnmd->up);
2752
2753         snprintf(ptnmd->up.name, NM_MEM_NAMESZ, "%d", ptnmd->up.nm_id);
2754
2755
2756         return &ptnmd->up;
2757 error:
2758         netmap_mem_pt_guest_delete(&ptnmd->up);
2759         return NULL;
2760 }
2761
2762 /*
2763  * find host id in guest allocators and create guest allocator
2764  * if it is not there
2765  */
2766 static struct netmap_mem_d *
2767 netmap_mem_pt_guest_get(nm_memid_t mem_id)
2768 {
2769         struct netmap_mem_d *nmd;
2770
2771         NM_MTX_LOCK(nm_mem_list_lock);
2772         nmd = netmap_mem_pt_guest_find_memid(mem_id);
2773         if (nmd == NULL) {
2774                 nmd = netmap_mem_pt_guest_create(mem_id);
2775         }
2776         NM_MTX_UNLOCK(nm_mem_list_lock);
2777
2778         return nmd;
2779 }
2780
2781 /*
2782  * The guest allocator can be created by ptnetmap_memdev (during the device
2783  * attach) or by ptnetmap device (ptnet), during the netmap_attach.
2784  *
2785  * The order is not important (we have different order in LINUX and FreeBSD).
2786  * The first one, creates the device, and the second one simply attaches it.
2787  */
2788
2789 /* Called when ptnetmap_memdev is attaching, to attach a new allocator in
2790  * the guest */
2791 struct netmap_mem_d *
2792 netmap_mem_pt_guest_attach(struct ptnetmap_memdev *ptn_dev, nm_memid_t mem_id)
2793 {
2794         struct netmap_mem_d *nmd;
2795         struct netmap_mem_ptg *ptnmd;
2796
2797         nmd = netmap_mem_pt_guest_get(mem_id);
2798
2799         /* assign this device to the guest allocator */
2800         if (nmd) {
2801                 ptnmd = (struct netmap_mem_ptg *)nmd;
2802                 ptnmd->ptn_dev = ptn_dev;
2803         }
2804
2805         return nmd;
2806 }
2807
2808 /* Called when ptnet device is attaching */
2809 struct netmap_mem_d *
2810 netmap_mem_pt_guest_new(struct ifnet *ifp,
2811                         unsigned int nifp_offset,
2812                         unsigned int memid)
2813 {
2814         struct netmap_mem_d *nmd;
2815
2816         if (ifp == NULL) {
2817                 return NULL;
2818         }
2819
2820         nmd = netmap_mem_pt_guest_get((nm_memid_t)memid);
2821
2822         if (nmd) {
2823                 netmap_mem_pt_guest_ifp_add(nmd, ifp, nifp_offset);
2824         }
2825
2826         return nmd;
2827 }
2828
2829 #endif /* WITH_PTNETMAP_GUEST */