1*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero /*
2*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero  * QEMU Hyper-V Dynamic Memory Protocol driver
3*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero  *
4*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero  * Copyright (C) 2020-2023 Oracle and/or its affiliates.
5*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero  *
6*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2 or later.
7*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero  * See the COPYING file in the top-level directory.
8*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero  */
9*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
10*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero #include "hv-balloon-internal.h"
11*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero #include "hv-balloon-page_range_tree.h"
12*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
13*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero /*
14*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero  * temporarily avoid warnings about enhanced GTree API usage requiring a
15*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero  * too recent Glib version until GLIB_VERSION_MAX_ALLOWED finally reaches
16*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero  * the Glib version with this API
17*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero  */
18*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero #pragma GCC diagnostic ignored "-Wdeprecated-declarations"
19*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
20*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero /* PageRangeTree */
page_range_tree_key_compare(gconstpointer leftp,gconstpointer rightp,gpointer user_data)21*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero static gint page_range_tree_key_compare(gconstpointer leftp,
22*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero                                         gconstpointer rightp,
23*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero                                         gpointer user_data)
24*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero {
25*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     const uint64_t *left = leftp, *right = rightp;
26*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
27*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     if (*left < *right) {
28*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         return -1;
29*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     } else if (*left > *right) {
30*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         return 1;
31*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     } else { /* *left == *right */
32*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         return 0;
33*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     }
34*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero }
35*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
page_range_tree_insert_new(PageRangeTree tree,uint64_t start,uint64_t count)36*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero static GTreeNode *page_range_tree_insert_new(PageRangeTree tree,
37*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero                                              uint64_t start, uint64_t count)
38*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero {
39*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     uint64_t *key = g_malloc(sizeof(*key));
40*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     PageRange *range = g_malloc(sizeof(*range));
41*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
42*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     assert(count > 0);
43*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
44*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     *key = range->start = start;
45*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     range->count = count;
46*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
47*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     return g_tree_insert_node(tree.t, key, range);
48*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero }
49*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
hvb_page_range_tree_insert(PageRangeTree tree,uint64_t start,uint64_t count,uint64_t * dupcount)50*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero void hvb_page_range_tree_insert(PageRangeTree tree,
51*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero                                 uint64_t start, uint64_t count,
52*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero                                 uint64_t *dupcount)
53*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero {
54*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     GTreeNode *node;
55*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     bool joinable;
56*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     uint64_t intersection;
57*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     PageRange *range;
58*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
59*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     assert(!SUM_OVERFLOW_U64(start, count));
60*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     if (count == 0) {
61*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         return;
62*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     }
63*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
64*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     node = g_tree_upper_bound(tree.t, &start);
65*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     if (node) {
66*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         node = g_tree_node_previous(node);
67*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     } else {
68*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         node = g_tree_node_last(tree.t);
69*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     }
70*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
71*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     if (node) {
72*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         range = g_tree_node_value(node);
73*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         assert(range);
74*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         intersection = page_range_intersection_size(range, start, count);
75*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         joinable = page_range_joinable_right(range, start, count);
76*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     }
77*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
78*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     if (!node ||
79*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         (!intersection && !joinable)) {
80*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         /*
81*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          * !node case: the tree is empty or the very first node in the tree
82*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          * already has a higher key (the start of its range).
83*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          * the other case: there is a gap in the tree between the new range
84*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          * and the previous one.
85*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          * anyway, let's just insert the new range into the tree.
86*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          */
87*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         node = page_range_tree_insert_new(tree, start, count);
88*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         assert(node);
89*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         range = g_tree_node_value(node);
90*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         assert(range);
91*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     } else {
92*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         /*
93*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          * the previous range in the tree either partially covers the new
94*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          * range or ends just at its beginning - extend it
95*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          */
96*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         if (dupcount) {
97*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero             *dupcount += intersection;
98*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         }
99*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
100*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         count += start - range->start;
101*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         range->count = MAX(range->count, count);
102*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     }
103*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
104*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     /* check next nodes for possible merging */
105*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     for (node = g_tree_node_next(node); node; ) {
106*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         PageRange *rangecur;
107*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
108*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         rangecur = g_tree_node_value(node);
109*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         assert(rangecur);
110*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
111*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         intersection = page_range_intersection_size(rangecur,
112*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero                                                     range->start, range->count);
113*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         joinable = page_range_joinable_left(rangecur,
114*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero                                             range->start, range->count);
115*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         if (!intersection && !joinable) {
116*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero             /* the current node is disjoint */
117*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero             break;
118*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         }
119*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
120*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         if (dupcount) {
121*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero             *dupcount += intersection;
122*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         }
123*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
124*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         count = rangecur->count + (rangecur->start - range->start);
125*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         range->count = MAX(range->count, count);
126*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
127*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         /* the current node was merged in, remove it */
128*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         start = rangecur->start;
129*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         node = g_tree_node_next(node);
130*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         /* no hinted removal in GTree... */
131*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         g_tree_remove(tree.t, &start);
132*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     }
133*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero }
134*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
hvb_page_range_tree_pop(PageRangeTree tree,PageRange * out,uint64_t maxcount)135*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero bool hvb_page_range_tree_pop(PageRangeTree tree, PageRange *out,
136*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero                              uint64_t maxcount)
137*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero {
138*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     GTreeNode *node;
139*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     PageRange *range;
140*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
141*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     node = g_tree_node_last(tree.t);
142*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     if (!node) {
143*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         return false;
144*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     }
145*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
146*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     range = g_tree_node_value(node);
147*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     assert(range);
148*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
149*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     out->start = range->start;
150*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
151*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     /* can't modify range->start as it is the node key */
152*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     if (range->count > maxcount) {
153*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         out->start += range->count - maxcount;
154*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         out->count = maxcount;
155*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         range->count -= maxcount;
156*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     } else {
157*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         out->count = range->count;
158*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         /* no hinted removal in GTree... */
159*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         g_tree_remove(tree.t, &out->start);
160*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     }
161*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
162*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     return true;
163*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero }
164*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
hvb_page_range_tree_intree_any(PageRangeTree tree,uint64_t start,uint64_t count)165*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero bool hvb_page_range_tree_intree_any(PageRangeTree tree,
166*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero                                     uint64_t start, uint64_t count)
167*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero {
168*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     GTreeNode *node;
169*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
170*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     if (count == 0) {
171*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         return false;
172*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     }
173*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
174*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     /* find the first node that can possibly intersect our range */
175*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     node = g_tree_upper_bound(tree.t, &start);
176*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     if (node) {
177*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         /*
178*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          * a NULL node below means that the very first node in the tree
179*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          * already has a higher key (the start of its range).
180*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          */
181*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         node = g_tree_node_previous(node);
182*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     } else {
183*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         /* a NULL node below means that the tree is empty */
184*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         node = g_tree_node_last(tree.t);
185*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     }
186*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     /* node range start <= range start */
187*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
188*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     if (!node) {
189*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         /* node range start > range start */
190*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         node = g_tree_node_first(tree.t);
191*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     }
192*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
193*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     for ( ; node; node = g_tree_node_next(node)) {
194*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         PageRange *range = g_tree_node_value(node);
195*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
196*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         assert(range);
197*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         /*
198*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          * if this node starts beyond or at the end of our range so does
199*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          * every next one
200*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero          */
201*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         if (range->start >= start + count) {
202*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero             break;
203*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         }
204*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
205*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         if (page_range_intersection_size(range, start, count) > 0) {
206*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero             return true;
207*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         }
208*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     }
209*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
210*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     return false;
211*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero }
212*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
hvb_page_range_tree_init(PageRangeTree * tree)213*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero void hvb_page_range_tree_init(PageRangeTree *tree)
214*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero {
215*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     tree->t = g_tree_new_full(page_range_tree_key_compare, NULL,
216*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero                               g_free, g_free);
217*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero }
218*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
hvb_page_range_tree_destroy(PageRangeTree * tree)219*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero void hvb_page_range_tree_destroy(PageRangeTree *tree)
220*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero {
221*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     /* g_tree_destroy() is not NULL-safe */
222*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     if (!tree->t) {
223*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero         return;
224*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     }
225*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero 
226*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     g_tree_destroy(tree->t);
227*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero     tree->t = NULL;
228*0d9e8c0bSMaciej S. Szmigiero }
229