src/vppinfra/linux/mem.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2017 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 #define _GNU_SOURCE
  17 #include <stdlib.h>
  18 #include <sys/types.h>
  19 #include <sys/stat.h>
  20 #include <unistd.h>
  21 #include <sys/mount.h>
  22 #include <sys/mman.h>
  23 #include <fcntl.h>
  24 #include <linux/mempolicy.h>
  25 #include <linux/memfd.h>
  26
  27 #include <vppinfra/clib.h>
  28 #include <vppinfra/mem.h>
  29 #include <vppinfra/time.h>
  30 #include <vppinfra/format.h>
  31 #include <vppinfra/clib_error.h>
  32 #include <vppinfra/linux/syscall.h>
  33 #include <vppinfra/linux/sysfs.h>
  34
  35 #ifndef F_LINUX_SPECIFIC_BASE
  36 #define F_LINUX_SPECIFIC_BASE 1024
  37 #endif
  38
  39 #ifndef F_ADD_SEALS
  40 #define F_ADD_SEALS (F_LINUX_SPECIFIC_BASE + 9)
  41 #define F_GET_SEALS (F_LINUX_SPECIFIC_BASE + 10)
  42
  43 #define F_SEAL_SEAL     0x0001  /* prevent further seals from being set */
  44 #define F_SEAL_SHRINK   0x0002  /* prevent file from shrinking */
  45 #define F_SEAL_GROW     0x0004  /* prevent file from growing */
  46 #define F_SEAL_WRITE    0x0008  /* prevent writes */
  47 #endif
  48
  49 u64
  50 clib_mem_vm_get_page_size (int fd)
  51 {
  52   struct stat st = { 0 };
  53   if (fstat (fd, &st) == -1)
  54     return 0;
  55   return st.st_blksize;
  56 }
  57
  58 int
  59 clib_mem_vm_get_log2_page_size (int fd)
  60 {
  61   return min_log2 (clib_mem_vm_get_page_size (fd));
  62 }
  63
  64 void
  65 clib_mem_vm_randomize_va (uword * requested_va, u32 log2_page_size)
  66 {
  67   u8 bit_mask = 15;
  68
  69   if (log2_page_size <= 12)
  70     bit_mask = 15;
  71   else if (log2_page_size > 12 && log2_page_size <= 16)
  72     bit_mask = 3;
  73   else
  74     bit_mask = 0;
  75
  76   *requested_va += (clib_cpu_time_now () & bit_mask) * (1 << log2_page_size);
  77 }
  78
  79 clib_error_t *
  80 clib_mem_vm_ext_alloc (clib_mem_vm_alloc_t * a)
  81 {
  82   int fd = -1;
  83   clib_error_t *err = 0;
  84   void *addr = 0;
  85   u8 *filename = 0;
  86   int mmap_flags = 0;
  87   int log2_page_size;
  88   int n_pages;
  89   int old_mpol = -1;
  90   long unsigned int old_mask[16] = { 0 };
  91
  92   /* save old numa mem policy if needed */
  93   if (a->flags & (CLIB_MEM_VM_F_NUMA_PREFER | CLIB_MEM_VM_F_NUMA_FORCE))
  94     {
  95       int rv;
  96       rv = get_mempolicy (&old_mpol, old_mask, sizeof (old_mask) * 8 + 1,
  97                           0, 0);
  98
  99       if (rv == -1)
 100         {
 101           if (a->numa_node != 0 && (a->flags & CLIB_MEM_VM_F_NUMA_FORCE) != 0)
 102             {
 103               err = clib_error_return_unix (0, "get_mempolicy");
 104               goto error;
 105             }
 106           else
 107             old_mpol = -1;
 108         }
 109     }
 110
 111   if (a->flags & CLIB_MEM_VM_F_LOCKED)
 112     mmap_flags |= MAP_LOCKED;
 113
 114   /* if we are creating shared segment, we need file descriptor */
 115   if (a->flags & CLIB_MEM_VM_F_SHARED)
 116     {
 117       mmap_flags |= MAP_SHARED;
 118       /* if hugepages are needed we need to create mount point */
 119       if (a->flags & CLIB_MEM_VM_F_HUGETLB)
 120         {
 121           char *mount_dir;
 122           char template[] = "/tmp/hugepage_mount.XXXXXX";
 123
 124           mount_dir = mkdtemp (template);
 125           if (mount_dir == 0)
 126             return clib_error_return_unix (0, "mkdtemp \'%s\'", template);
 127
 128           if (mount ("none", (char *) mount_dir, "hugetlbfs", 0, NULL))
 129             {
 130               rmdir ((char *) mount_dir);
 131               err = clib_error_return_unix (0, "mount hugetlb directory '%s'",
 132                                             mount_dir);
 133               goto error;
 134             }
 135
 136           filename = format (0, "%s/%s%c", mount_dir, a->name, 0);
 137
 138           if ((fd = open ((char *) filename, O_CREAT | O_RDWR, 0755)) == -1)
 139             {
 140               umount2 ((char *) mount_dir, MNT_DETACH);
 141               rmdir ((char *) mount_dir);
 142               err = clib_error_return_unix (0, "open");
 143               goto error;
 144             }
 145           umount2 ((char *) mount_dir, MNT_DETACH);
 146           rmdir ((char *) mount_dir);
 147           mmap_flags |= MAP_LOCKED;
 148         }
 149       else
 150         {
 151           if ((fd = memfd_create (a->name, MFD_ALLOW_SEALING)) == -1)
 152             {
 153               err = clib_error_return_unix (0, "memfd_create");
 154               goto error;
 155             }
 156
 157           if ((fcntl (fd, F_ADD_SEALS, F_SEAL_SHRINK)) == -1)
 158             {
 159               err = clib_error_return_unix (0, "fcntl (F_ADD_SEALS)");
 160               goto error;
 161             }
 162         }
 163
 164       log2_page_size = clib_mem_vm_get_log2_page_size (fd);
 165       if (log2_page_size == 0)
 166         {
 167           err = clib_error_return_unix (0, "cannot determine page size");
 168           goto error;
 169         }
 170
 171       if (a->requested_va)
 172         {
 173           clib_mem_vm_randomize_va (&a->requested_va, log2_page_size);
 174           mmap_flags |= MAP_FIXED;
 175         }
 176     }
 177   else                          /* not CLIB_MEM_VM_F_SHARED */
 178     {
 179       mmap_flags |= MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS;
 180       if (a->flags & CLIB_MEM_VM_F_HUGETLB)
 181         {
 182           mmap_flags |= MAP_HUGETLB;
 183           log2_page_size = 21;
 184         }
 185       else
 186         {
 187           log2_page_size = min_log2 (sysconf (_SC_PAGESIZE));
 188         }
 189     }
 190
 191   n_pages = ((a->size - 1) >> log2_page_size) + 1;
 192
 193   if (a->flags & CLIB_MEM_VM_F_HUGETLB_PREALLOC)
 194     {
 195       err = clib_sysfs_prealloc_hugepages (a->numa_node,
 196                                            1 << (log2_page_size - 10),
 197                                            n_pages);
 198       if (err)
 199         goto error;
 200
 201     }
 202
 203   if (fd != -1)
 204     if ((ftruncate (fd, (u64) n_pages * (1 << log2_page_size))) == -1)
 205       {
 206         err = clib_error_return_unix (0, "ftruncate");
 207         goto error;
 208       }
 209
 210   if (old_mpol != -1)
 211     {
 212       int rv;
 213       long unsigned int mask[16] = { 0 };
 214       mask[0] = 1 << a->numa_node;
 215       rv = set_mempolicy (MPOL_BIND, mask, sizeof (mask) * 8 + 1);
 216       if (rv == -1 && a->numa_node != 0 &&
 217           (a->flags & CLIB_MEM_VM_F_NUMA_FORCE) != 0)
 218         {
 219           err = clib_error_return_unix (0, "set_mempolicy");
 220           goto error;
 221         }
 222     }
 223
 224   addr = mmap (uword_to_pointer (a->requested_va, void *), a->size,
 225                (PROT_READ | PROT_WRITE), mmap_flags, fd, 0);
 226   if (addr == MAP_FAILED)
 227     {
 228       err = clib_error_return_unix (0, "mmap");
 229       goto error;
 230     }
 231
 232   /* re-apply old numa memory policy */
 233   if (old_mpol != -1 &&
 234       set_mempolicy (old_mpol, old_mask, sizeof (old_mask) * 8 + 1) == -1)
 235     {
 236       err = clib_error_return_unix (0, "set_mempolicy");
 237       goto error;
 238     }
 239
 240   a->log2_page_size = log2_page_size;
 241   a->n_pages = n_pages;
 242   a->addr = addr;
 243   a->fd = fd;
 244   goto done;
 245
 246 error:
 247   if (fd != -1)
 248     close (fd);
 249
 250 done:
 251   vec_free (filename);
 252   return err;
 253 }
 254
 255 u64 *
 256 clib_mem_vm_get_paddr (void *mem, int log2_page_size, int n_pages)
 257 {
 258   int pagesize = sysconf (_SC_PAGESIZE);
 259   int fd;
 260   int i;
 261   u64 *r = 0;
 262
 263   if ((fd = open ((char *) "/proc/self/pagemap", O_RDONLY)) == -1)
 264     return 0;
 265
 266   for (i = 0; i < n_pages; i++)
 267     {
 268       u64 seek, pagemap = 0;
 269       uword vaddr = pointer_to_uword (mem) + (((u64) i) << log2_page_size);
 270       seek = ((u64) vaddr / pagesize) * sizeof (u64);
 271       if (lseek (fd, seek, SEEK_SET) != seek)
 272         goto done;
 273
 274       if (read (fd, &pagemap, sizeof (pagemap)) != (sizeof (pagemap)))
 275         goto done;
 276
 277       if ((pagemap & (1ULL << 63)) == 0)
 278         goto done;
 279
 280       pagemap &= pow2_mask (55);
 281       vec_add1 (r, pagemap * pagesize);
 282     }
 283
 284 done:
 285   close (fd);
 286   if (vec_len (r) != n_pages)
 287     {
 288       vec_free (r);
 289       return 0;
 290     }
 291   return r;
 292 }
 293
 294 clib_error_t *
 295 clib_mem_vm_ext_map (clib_mem_vm_map_t * a)
 296 {
 297   int mmap_flags = MAP_SHARED;
 298   void *addr;
 299
 300   if (a->requested_va)
 301     mmap_flags |= MAP_FIXED;
 302
 303   addr = (void *) mmap (uword_to_pointer (a->requested_va, void *), a->size,
 304                         PROT_READ | PROT_WRITE, mmap_flags, a->fd, 0);
 305
 306   if (addr == MAP_FAILED)
 307     return clib_error_return_unix (0, "mmap");
 308
 309   a->addr = addr;
 310   return 0;
 311 }
 312
 313 /*
 314  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 315  *
 316  * Local Variables:
 317  * eval: (c-set-style "gnu")
 318  * End:
 319  */