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       mheap_get_aligned (pr->heap, n_bytes,
  73                          /* align */ alignment,
  74                          /* align offset */ 0,
  75                          &lo_offset);
  76
  77       /* Allocation failed? */
  78       if (lo_offset == ~0)
  79         break;
  80
  81       /* Make sure allocation does not span DMA physical chunk boundary. */
  82       hi_offset = lo_offset + n_bytes - 1;
  83
  84       if (((pointer_to_uword (pr->heap) + lo_offset) >> pr->log2_page_size) ==
  85           ((pointer_to_uword (pr->heap) + hi_offset) >> pr->log2_page_size))
  86         break;
  87
  88       /* Allocation would span chunk boundary, queue it to be freed as soon as
  89          we find suitable chunk. */
  90       vec_add1 (to_free, lo_offset);
  91     }
  92
  93   if (to_free != 0)
  94     {
  95       uword i;
  96       for (i = 0; i < vec_len (to_free); i++)
  97         mheap_put (pr->heap, to_free[i]);
  98       vec_free (to_free);
  99     }
 100
 101   return lo_offset != ~0 ? pr->heap + lo_offset : 0;
 102 }
 103
 104 static void
 105 unix_physmem_free (vlib_main_t * vm, vlib_physmem_region_index_t idx, void *x)
 106 {
 107   vlib_physmem_region_t *pr = vlib_physmem_get_region (vm, idx);
 108   /* Return object to region's heap. */
 109   mheap_put (pr->heap, x - pr->heap);
 110 }
 111
 112 static clib_error_t *
 113 unix_physmem_region_alloc (vlib_main_t * vm, char *name, u32 size,
 114                            u8 numa_node, u32 flags,
 115                            vlib_physmem_region_index_t * idx)
 116 {
 117   vlib_physmem_main_t *vpm = &physmem_main;
 118   vlib_physmem_region_t *pr;
 119   clib_error_t *error = 0;
 120   clib_mem_vm_alloc_t alloc = { 0 };
 121   int i;
 122
 123   pool_get (vpm->regions, pr);
 124
 125   if ((pr - vpm->regions) >= 256)
 126     {
 127       error = clib_error_return (0, "maximum number of regions reached");
 128       goto error;
 129     }
 130
 131   alloc.name = name;
 132   alloc.size = size;
 133   alloc.numa_node = numa_node;
 134
 135   alloc.flags = (flags & VLIB_PHYSMEM_F_SHARED) ?
 136     CLIB_MEM_VM_F_SHARED : CLIB_MEM_VM_F_LOCKED;
 137
 138   if ((flags & VLIB_PHYSMEM_F_HUGETLB))
 139     {
 140       alloc.flags |= CLIB_MEM_VM_F_HUGETLB;
 141       alloc.flags |= CLIB_MEM_VM_F_HUGETLB_PREALLOC;
 142       alloc.flags |= CLIB_MEM_VM_F_NUMA_FORCE;
 143     }
 144   else
 145     {
 146       alloc.flags |= CLIB_MEM_VM_F_NUMA_PREFER;
 147     }
 148
 149   error = clib_mem_vm_ext_alloc (&alloc);
 150   if (error)
 151     goto error;
 152
 153   pr->index = pr - vpm->regions;
 154   pr->flags = flags;
 155   pr->fd = alloc.fd;
 156   pr->mem = alloc.addr;
 157   pr->log2_page_size = alloc.log2_page_size;
 158   pr->n_pages = alloc.n_pages;
 159   pr->size = (u64) pr->n_pages << (u64) pr->log2_page_size;
 160   pr->page_mask = (1 << pr->log2_page_size) - 1;
 161   pr->numa_node = numa_node;
 162   pr->name = format (0, "%s", name);
 163
 164   for (i = 0; i < pr->n_pages; i++)
 165     {
 166       void *ptr = pr->mem + (i << pr->log2_page_size);
 167       int node;
 168       if ((move_pages (0, 1, &ptr, 0, &node, 0) == 0) && (numa_node != node))
 169         {
 170           clib_warning ("physmem page for region \'%s\' allocated on the"
 171                         " wrong numa node (requested %u actual %u)",
 172                         pr->name, pr->numa_node, node, i);
 173           break;
 174         }
 175     }
 176
 177   if ((vpm->flags & VLIB_PHYSMEM_MAIN_F_HAVE_IOMMU) ||
 178       (vpm->flags & VLIB_PHYSMEM_MAIN_F_HAVE_PAGEMAP) == 0)
 179     for (i = 0; i < pr->n_pages; i++)
 180       vec_add1 (pr->page_table, pointer_to_uword (pr->mem) +
 181                 i * (1 << pr->log2_page_size));
 182   else
 183     pr->page_table = clib_mem_vm_get_paddr (pr->mem, pr->log2_page_size,
 184                                             pr->n_pages);
 185
 186   linux_vfio_dma_map_regions (vm);
 187
 188   if (flags & VLIB_PHYSMEM_F_INIT_MHEAP)
 189     {
 190       pr->heap = mheap_alloc_with_flags (pr->mem, pr->size,
 191                                          /* Don't want mheap mmap/munmap with IO memory. */
 192                                          MHEAP_FLAG_DISABLE_VM |
 193                                          MHEAP_FLAG_THREAD_SAFE);
 194     }
 195
 196   *idx = pr->index;
 197
 198   goto done;
 199
 200 error:
 201   memset (pr, 0, sizeof (*pr));
 202   pool_put (vpm->regions, pr);
 203
 204 done:
 205   return error;
 206 }
 207
 208 static void
 209 unix_physmem_region_free (vlib_main_t * vm, vlib_physmem_region_index_t idx)
 210 {
 211   vlib_physmem_main_t *vpm = &physmem_main;
 212   vlib_physmem_region_t *pr = vlib_physmem_get_region (vm, idx);
 213
 214   if (pr->fd > 0)
 215     close (pr->fd);
 216   munmap (pr->mem, pr->size);
 217   vec_free (pr->name);
 218   pool_put (vpm->regions, pr);
 219 }
 220
 221 clib_error_t *
 222 unix_physmem_init (vlib_main_t * vm)
 223 {
 224   vlib_physmem_main_t *vpm = &physmem_main;
 225   linux_vfio_main_t *lvm = &vfio_main;
 226   clib_error_t *error = 0;
 227   u64 *pt = 0;
 228
 229   /* Avoid multiple calls. */
 230   if (vm->os_physmem_alloc_aligned)
 231     return error;
 232
 233   /* check if pagemap is accessible */
 234   pt = clib_mem_vm_get_paddr (&pt, min_log2 (sysconf (_SC_PAGESIZE)), 1);
 235   if (pt[0])
 236     vpm->flags |= VLIB_PHYSMEM_MAIN_F_HAVE_PAGEMAP;
 237   vec_free (pt);
 238
 239   if ((error = linux_vfio_init (vm)))
 240     return error;
 241
 242   if (lvm->flags & LINUX_VFIO_F_HAVE_IOMMU)
 243     vpm->flags |= VLIB_PHYSMEM_MAIN_F_HAVE_IOMMU;
 244
 245   vm->os_physmem_alloc_aligned = unix_physmem_alloc_aligned;
 246   vm->os_physmem_free = unix_physmem_free;
 247   vm->os_physmem_region_alloc = unix_physmem_region_alloc;
 248   vm->os_physmem_region_free = unix_physmem_region_free;
 249
 250   return error;
 251 }
 252
 253 static clib_error_t *
 254 show_physmem (vlib_main_t * vm,
 255               unformat_input_t * input, vlib_cli_command_t * cmd)
 256 {
 257   vlib_physmem_main_t *vpm = &physmem_main;
 258   vlib_physmem_region_t *pr;
 259
 260   /* *INDENT-OFF* */
 261   pool_foreach (pr, vpm->regions, (
 262     {
 263       vlib_cli_output (vm, "index %u name '%s' page-size %uKB num-pages %d "
 264                        "numa-node %u fd %d\n",
 265                        pr->index, pr->name, (1 << (pr->log2_page_size -10)),
 266                        pr->n_pages, pr->numa_node, pr->fd);
 267       if (pr->heap)
 268         vlib_cli_output (vm, "  %U", format_mheap, pr->heap, /* verbose */ 1);
 269       else
 270         vlib_cli_output (vm, "  no heap\n");
 271     }));
 272   /* *INDENT-ON* */
 273   return 0;
 274 }
 275
 276 /* *INDENT-OFF* */
 277 VLIB_CLI_COMMAND (show_physmem_command, static) = {
 278   .path = "show physmem",
 279   .short_help = "Show physical memory allocation",
 280   .function = show_physmem,
 281 };
 282 /* *INDENT-ON* */
 283
 284 /*
 285  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 286  *
 287  * Local Variables:
 288  * eval: (c-set-style "gnu")
 289  * End:
 290  */