xref: /qemu/hw/hyperv/hv-balloon-page_range_tree.c (revision 14639717bf379480e937716fcaf1e72b47fd4c5f)
10d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero /*
20d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero  * QEMU Hyper-V Dynamic Memory Protocol driver
30d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero  *
40d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero  * Copyright (C) 2020-2023 Oracle and/or its affiliates.
50d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero  *
60d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2 or later.
70d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero  * See the COPYING file in the top-level directory.
80d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero  */
90d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
10*05871c72SPeter Maydell #include "qemu/osdep.h"
110d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero #include "hv-balloon-internal.h"
120d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero #include "hv-balloon-page_range_tree.h"
130d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
140d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero /*
150d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero  * temporarily avoid warnings about enhanced GTree API usage requiring a
160d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero  * too recent Glib version until GLIB_VERSION_MAX_ALLOWED finally reaches
170d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero  * the Glib version with this API
180d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero  */
190d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero #pragma GCC diagnostic ignored "-Wdeprecated-declarations"
200d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
210d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero /* PageRangeTree */
page_range_tree_key_compare(gconstpointer leftp,gconstpointer rightp,gpointer user_data)220d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero static gint page_range_tree_key_compare(gconstpointer leftp,
230d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero                                         gconstpointer rightp,
240d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero                                         gpointer user_data)
250d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero {
260d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     const uint64_t *left = leftp, *right = rightp;
270d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
280d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     if (*left < *right) {
290d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         return -1;
300d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     } else if (*left > *right) {
310d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         return 1;
320d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     } else { /* *left == *right */
330d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         return 0;
340d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     }
350d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero }
360d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
page_range_tree_insert_new(PageRangeTree tree,uint64_t start,uint64_t count)370d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero static GTreeNode *page_range_tree_insert_new(PageRangeTree tree,
380d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero                                              uint64_t start, uint64_t count)
390d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero {
400d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     uint64_t *key = g_malloc(sizeof(*key));
410d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     PageRange *range = g_malloc(sizeof(*range));
420d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
430d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     assert(count > 0);
440d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
450d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     *key = range->start = start;
460d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     range->count = count;
470d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
480d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     return g_tree_insert_node(tree.t, key, range);
490d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero }
500d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
hvb_page_range_tree_insert(PageRangeTree tree,uint64_t start,uint64_t count,uint64_t * dupcount)510d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero void hvb_page_range_tree_insert(PageRangeTree tree,
520d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero                                 uint64_t start, uint64_t count,
530d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero                                 uint64_t *dupcount)
540d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero {
550d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     GTreeNode *node;
560d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     bool joinable;
570d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     uint64_t intersection;
580d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     PageRange *range;
590d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
600d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     assert(!SUM_OVERFLOW_U64(start, count));
610d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     if (count == 0) {
620d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         return;
630d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     }
640d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
650d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     node = g_tree_upper_bound(tree.t, &start);
660d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     if (node) {
670d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         node = g_tree_node_previous(node);
680d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     } else {
690d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         node = g_tree_node_last(tree.t);
700d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     }
710d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
720d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     if (node) {
730d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         range = g_tree_node_value(node);
740d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         assert(range);
750d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         intersection = page_range_intersection_size(range, start, count);
760d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         joinable = page_range_joinable_right(range, start, count);
770d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     }
780d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
790d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     if (!node ||
800d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         (!intersection && !joinable)) {
810d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         /*
820d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          * !node case: the tree is empty or the very first node in the tree
830d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          * already has a higher key (the start of its range).
840d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          * the other case: there is a gap in the tree between the new range
850d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          * and the previous one.
860d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          * anyway, let's just insert the new range into the tree.
870d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          */
880d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         node = page_range_tree_insert_new(tree, start, count);
890d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         assert(node);
900d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         range = g_tree_node_value(node);
910d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         assert(range);
920d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     } else {
930d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         /*
940d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          * the previous range in the tree either partially covers the new
950d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          * range or ends just at its beginning - extend it
960d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          */
970d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         if (dupcount) {
980d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero             *dupcount += intersection;
990d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         }
1000d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
1010d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         count += start - range->start;
1020d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         range->count = MAX(range->count, count);
1030d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     }
1040d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
1050d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     /* check next nodes for possible merging */
1060d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     for (node = g_tree_node_next(node); node; ) {
1070d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         PageRange *rangecur;
1080d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
1090d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         rangecur = g_tree_node_value(node);
1100d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         assert(rangecur);
1110d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
1120d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         intersection = page_range_intersection_size(rangecur,
1130d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero                                                     range->start, range->count);
1140d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         joinable = page_range_joinable_left(rangecur,
1150d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero                                             range->start, range->count);
1160d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         if (!intersection && !joinable) {
1170d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero             /* the current node is disjoint */
1180d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero             break;
1190d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         }
1200d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
1210d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         if (dupcount) {
1220d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero             *dupcount += intersection;
1230d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         }
1240d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
1250d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         count = rangecur->count + (rangecur->start - range->start);
1260d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         range->count = MAX(range->count, count);
1270d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
1280d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         /* the current node was merged in, remove it */
1290d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         start = rangecur->start;
1300d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         node = g_tree_node_next(node);
1310d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         /* no hinted removal in GTree... */
1320d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         g_tree_remove(tree.t, &start);
1330d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     }
1340d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero }
1350d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
hvb_page_range_tree_pop(PageRangeTree tree,PageRange * out,uint64_t maxcount)1360d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero bool hvb_page_range_tree_pop(PageRangeTree tree, PageRange *out,
1370d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero                              uint64_t maxcount)
1380d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero {
1390d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     GTreeNode *node;
1400d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     PageRange *range;
1410d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
1420d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     node = g_tree_node_last(tree.t);
1430d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     if (!node) {
1440d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         return false;
1450d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     }
1460d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
1470d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     range = g_tree_node_value(node);
1480d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     assert(range);
1490d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
1500d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     out->start = range->start;
1510d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
1520d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     /* can't modify range->start as it is the node key */
1530d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     if (range->count > maxcount) {
1540d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         out->start += range->count - maxcount;
1550d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         out->count = maxcount;
1560d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         range->count -= maxcount;
1570d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     } else {
1580d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         out->count = range->count;
1590d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         /* no hinted removal in GTree... */
1600d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         g_tree_remove(tree.t, &out->start);
1610d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     }
1620d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
1630d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     return true;
1640d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero }
1650d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
hvb_page_range_tree_intree_any(PageRangeTree tree,uint64_t start,uint64_t count)1660d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero bool hvb_page_range_tree_intree_any(PageRangeTree tree,
1670d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero                                     uint64_t start, uint64_t count)
1680d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero {
1690d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     GTreeNode *node;
1700d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
1710d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     if (count == 0) {
1720d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         return false;
1730d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     }
1740d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
1750d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     /* find the first node that can possibly intersect our range */
1760d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     node = g_tree_upper_bound(tree.t, &start);
1770d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     if (node) {
1780d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         /*
1790d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          * a NULL node below means that the very first node in the tree
1800d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          * already has a higher key (the start of its range).
1810d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          */
1820d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         node = g_tree_node_previous(node);
1830d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     } else {
1840d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         /* a NULL node below means that the tree is empty */
1850d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         node = g_tree_node_last(tree.t);
1860d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     }
1870d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     /* node range start <= range start */
1880d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
1890d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     if (!node) {
1900d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         /* node range start > range start */
1910d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         node = g_tree_node_first(tree.t);
1920d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     }
1930d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
1940d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     for ( ; node; node = g_tree_node_next(node)) {
1950d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         PageRange *range = g_tree_node_value(node);
1960d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
1970d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         assert(range);
1980d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         /*
1990d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          * if this node starts beyond or at the end of our range so does
2000d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          * every next one
2010d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          */
2020d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         if (range->start >= start + count) {
2030d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero             break;
2040d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         }
2050d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
2060d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         if (page_range_intersection_size(range, start, count) > 0) {
2070d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero             return true;
2080d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         }
2090d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     }
2100d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
2110d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     return false;
2120d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero }
2130d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
hvb_page_range_tree_init(PageRangeTree * tree)2140d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero void hvb_page_range_tree_init(PageRangeTree *tree)
2150d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero {
2160d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     tree->t = g_tree_new_full(page_range_tree_key_compare, NULL,
2170d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero                               g_free, g_free);
2180d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero }
2190d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
hvb_page_range_tree_destroy(PageRangeTree * tree)2200d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero void hvb_page_range_tree_destroy(PageRangeTree *tree)
2210d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero {
2220d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     /* g_tree_destroy() is not NULL-safe */
2230d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     if (!tree->t) {
2240d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         return;
2250d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     }
2260d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
2270d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     g_tree_destroy(tree->t);
2280d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     tree->t = NULL;
2290d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero }
230