src/vlib/linux/physmem.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2015 Cisco and/or its affiliates.
   3  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   4  * you may not use this file except in compliance with the License.
   5  * You may obtain a copy of the License at:
   6  *
   7  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   8  *
   9  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  10  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  11  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  12  * See the License for the specific language governing permissions and
  13  * limitations under the License.
  14  */
  15 /*
  16  * physmem.c: Unix physical memory
  17  *
  18  * Copyright (c) 2008 Eliot Dresselhaus
  19  *
  20  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining
  21  * a copy of this software and associated documentation files (the
  22  * "Software"), to deal in the Software without restriction, including
  23  * without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish,
  24  * distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software, and to
  25  * permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
  26  * the following conditions:
  27  *
  28  * The above copyright notice and this permission notice shall be
  29  * included in all copies or substantial portions of the Software.
  30  *
  31  *  THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
  32  *  EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
  33  *  MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
  34  *  NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE
  35  *  LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION
  36  *  OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION
  37  *  WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  38  */
  39
  40 #include <unistd.h>
  41 #include <sys/types.h>
  42 #include <sys/mount.h>
  43 #include <sys/mman.h>
  44 #include <sys/fcntl.h>
  45 #include <sys/stat.h>
  46 #include <unistd.h>
  47
  48 #include <vppinfra/linux/syscall.h>
  49 #include <vppinfra/linux/sysfs.h>
  50 #include <vlib/vlib.h>
  51 #include <vlib/physmem.h>
  52 #include <vlib/unix/unix.h>
  53 #include <vlib/pci/pci.h>
  54 #include <vlib/linux/vfio.h>
  55
  56 static void *
  57 unix_physmem_alloc_aligned (vlib_main_t * vm, vlib_physmem_region_index_t idx,
  58                             uword n_bytes, uword alignment)
  59 {
  60   vlib_physmem_region_t *pr = vlib_physmem_get_region (vm, idx);
  61   uword lo_offset, hi_offset;
  62   uword *to_free = 0;
  63
  64   if (pr->heap == 0)
  65     return 0;
  66
  67   /* IO memory is always at least cache aligned. */
  68   alignment = clib_max (alignment, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
  69
  70   while (1)
  71     {
  72 #if USE_DLMALLOC == 0
  73
  74       mheap_get_aligned (pr->heap, n_bytes,
  75                          /* align */ alignment,
  76                          /* align offset */ 0,
  77                          &lo_offset);
  78 #else
  79       lo_offset = (uword) mspace_get_aligned (pr->heap, n_bytes,
  80                                               alignment, ~0ULL /* offset */ );
  81       if (lo_offset == 0)
  82         lo_offset = ~0ULL;
  83 #endif
  84
  85       /* Allocation failed? */
  86       if (lo_offset == ~0)
  87         break;
  88
  89       /* Make sure allocation does not span DMA physical chunk boundary. */
  90       hi_offset = lo_offset + n_bytes - 1;
  91
  92       if (((pointer_to_uword (pr->heap) + lo_offset) >> pr->log2_page_size) ==
  93           ((pointer_to_uword (pr->heap) + hi_offset) >> pr->log2_page_size))
  94         break;
  95
  96       /* Allocation would span chunk boundary, queue it to be freed as soon as
  97          we find suitable chunk. */
  98       vec_add1 (to_free, lo_offset);
  99     }
 100
 101   if (to_free != 0)
 102     {
 103       uword i;
 104       for (i = 0; i < vec_len (to_free); i++)
 105         {
 106 #if USE_DLMALLOC == 0
 107           mheap_put (pr->heap, to_free[i]);
 108 #else
 109           mspace_put_no_offset (pr->heap, (void *) to_free[i]);
 110 #endif
 111         }
 112       vec_free (to_free);
 113     }
 114
 115   return lo_offset != ~0 ? pr->heap + lo_offset : 0;
 116 }
 117
 118 static void
 119 unix_physmem_free (vlib_main_t * vm, vlib_physmem_region_index_t idx, void *x)
 120 {
 121   vlib_physmem_region_t *pr = vlib_physmem_get_region (vm, idx);
 122   /* Return object to region's heap. */
 123 #if USE_DLMALLOC == 0
 124   mheap_put (pr->heap, x - pr->heap);
 125 #else
 126   mspace_put_no_offset (pr->heap, x);
 127 #endif
 128 }
 129
 130 static clib_error_t *
 131 unix_physmem_region_alloc (vlib_main_t * vm, char *name, u32 size,
 132                            u8 numa_node, u32 flags,
 133                            vlib_physmem_region_index_t * idx)
 134 {
 135   vlib_physmem_main_t *vpm = &physmem_main;
 136   vlib_physmem_region_t *pr;
 137   clib_error_t *error = 0;
 138   clib_mem_vm_alloc_t alloc = { 0 };
 139   int i;
 140
 141   pool_get (vpm->regions, pr);
 142
 143   if ((pr - vpm->regions) >= 256)
 144     {
 145       error = clib_error_return (0, "maximum number of regions reached");
 146       goto error;
 147     }
 148
 149   alloc.name = name;
 150   alloc.size = size;
 151   alloc.numa_node = numa_node;
 152
 153   alloc.flags = (flags & VLIB_PHYSMEM_F_SHARED) ?
 154     CLIB_MEM_VM_F_SHARED : CLIB_MEM_VM_F_LOCKED;
 155
 156   if ((flags & VLIB_PHYSMEM_F_HUGETLB))
 157     {
 158       alloc.flags |= CLIB_MEM_VM_F_HUGETLB;
 159       alloc.flags |= CLIB_MEM_VM_F_HUGETLB_PREALLOC;
 160       alloc.flags |= CLIB_MEM_VM_F_NUMA_FORCE;
 161     }
 162   else
 163     {
 164       alloc.flags |= CLIB_MEM_VM_F_NUMA_PREFER;
 165     }
 166
 167   error = clib_mem_vm_ext_alloc (&alloc);
 168   if (error)
 169     goto error;
 170
 171   pr->index = pr - vpm->regions;
 172   pr->flags = flags;
 173   pr->fd = alloc.fd;
 174   pr->mem = alloc.addr;
 175   pr->log2_page_size = alloc.log2_page_size;
 176   pr->n_pages = alloc.n_pages;
 177   pr->size = (u64) pr->n_pages << (u64) pr->log2_page_size;
 178   pr->page_mask = (1 << pr->log2_page_size) - 1;
 179   pr->numa_node = numa_node;
 180   pr->name = format (0, "%s%c", name, 0);
 181
 182   for (i = 0; i < pr->n_pages; i++)
 183     {
 184       void *ptr = pr->mem + ((u64) i << pr->log2_page_size);
 185       int node;
 186       if ((move_pages (0, 1, &ptr, 0, &node, 0) == 0) && (numa_node != node))
 187         {
 188           clib_warning ("physmem page for region \'%s\' allocated on the"
 189                         " wrong numa node (requested %u actual %u)",
 190                         pr->name, pr->numa_node, node, i);
 191           break;
 192         }
 193     }
 194
 195   pr->page_table = clib_mem_vm_get_paddr (pr->mem, pr->log2_page_size,
 196                                           pr->n_pages);
 197
 198   linux_vfio_dma_map_regions (vm);
 199
 200   if (flags & VLIB_PHYSMEM_F_INIT_MHEAP)
 201     {
 202 #if USE_DLMALLOC == 0
 203       pr->heap = mheap_alloc_with_flags (pr->mem, pr->size,
 204                                          /* Don't want mheap mmap/munmap with IO memory. */
 205                                          MHEAP_FLAG_DISABLE_VM |
 206                                          MHEAP_FLAG_THREAD_SAFE);
 207 #else
 208       pr->heap = create_mspace_with_base (pr->mem, pr->size, 1 /* locked */ );
 209       mspace_disable_expand (pr->heap);
 210 #endif
 211     }
 212
 213   *idx = pr->index;
 214
 215   goto done;
 216
 217 error:
 218   memset (pr, 0, sizeof (*pr));
 219   pool_put (vpm->regions, pr);
 220
 221 done:
 222   return error;
 223 }
 224
 225 static void
 226 unix_physmem_region_free (vlib_main_t * vm, vlib_physmem_region_index_t idx)
 227 {
 228   vlib_physmem_main_t *vpm = &physmem_main;
 229   vlib_physmem_region_t *pr = vlib_physmem_get_region (vm, idx);
 230
 231   if (pr->fd > 0)
 232     close (pr->fd);
 233   munmap (pr->mem, pr->size);
 234   vec_free (pr->name);
 235   pool_put (vpm->regions, pr);
 236 }
 237
 238 clib_error_t *
 239 unix_physmem_init (vlib_main_t * vm)
 240 {
 241   vlib_physmem_main_t *vpm = &physmem_main;
 242   clib_error_t *error = 0;
 243   u64 *pt = 0;
 244
 245   /* Avoid multiple calls. */
 246   if (vm->os_physmem_alloc_aligned)
 247     return error;
 248
 249   /* check if pagemap is accessible */
 250   pt = clib_mem_vm_get_paddr (&pt, min_log2 (sysconf (_SC_PAGESIZE)), 1);
 251   if (pt[0])
 252     vpm->flags |= VLIB_PHYSMEM_MAIN_F_HAVE_PAGEMAP;
 253   vec_free (pt);
 254
 255   if ((error = linux_vfio_init (vm)))
 256     return error;
 257
 258   vm->os_physmem_alloc_aligned = unix_physmem_alloc_aligned;
 259   vm->os_physmem_free = unix_physmem_free;
 260   vm->os_physmem_region_alloc = unix_physmem_region_alloc;
 261   vm->os_physmem_region_free = unix_physmem_region_free;
 262
 263   return error;
 264 }
 265
 266 static clib_error_t *
 267 show_physmem (vlib_main_t * vm,
 268               unformat_input_t * input, vlib_cli_command_t * cmd)
 269 {
 270   vlib_physmem_main_t *vpm = &physmem_main;
 271   vlib_physmem_region_t *pr;
 272
 273   /* *INDENT-OFF* */
 274   pool_foreach (pr, vpm->regions, (
 275     {
 276       vlib_cli_output (vm, "index %u name '%s' page-size %uKB num-pages %d "
 277                        "numa-node %u fd %d\n",
 278                        pr->index, pr->name, (1 << (pr->log2_page_size -10)),
 279                        pr->n_pages, pr->numa_node, pr->fd);
 280       if (pr->heap)
 281         vlib_cli_output (vm, "  %U", format_mheap, pr->heap, /* verbose */ 1);
 282       else
 283         vlib_cli_output (vm, "  no heap\n");
 284     }));
 285   /* *INDENT-ON* */
 286   return 0;
 287 }
 288
 289 /* *INDENT-OFF* */
 290 VLIB_CLI_COMMAND (show_physmem_command, static) = {
 291   .path = "show physmem",
 292   .short_help = "Show physical memory allocation",
 293   .function = show_physmem,
 294 };
 295 /* *INDENT-ON* */
 296
 297 /*
 298  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 299  *
 300  * Local Variables:
 301  * eval: (c-set-style "gnu")
 302  * End:
 303  */