lib/librte_eal/linuxapp/eal/eal_xen_memory.c

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
   5  *   All rights reserved.
   6  *
   7  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  *   modification, are permitted provided that the following conditions
   9  *   are met:
  10  *
  11  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  15  *       the documentation and/or other materials provided with the
  16  *       distribution.
  17  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
  18  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
  19  *       from this software without specific prior written permission.
  20  *
  21  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  22  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  23  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
  24  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
  25  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  26  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  27  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  28  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  29  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  30  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  31  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  32  */
  33
  34 #include <errno.h>
  35 #include <stdarg.h>
  36 #include <stdlib.h>
  37 #include <stdio.h>
  38 #include <stdint.h>
  39 #include <inttypes.h>
  40 #include <string.h>
  41 #include <stdarg.h>
  42 #include <sys/mman.h>
  43 #include <sys/types.h>
  44 #include <sys/stat.h>
  45 #include <sys/queue.h>
  46 #include <sys/file.h>
  47 #include <unistd.h>
  48 #include <limits.h>
  49 #include <errno.h>
  50 #include <sys/ioctl.h>
  51 #include <sys/time.h>
  52
  53 #include <rte_log.h>
  54 #include <rte_memory.h>
  55 #include <rte_memzone.h>
  56 #include <rte_launch.h>
  57 #include <rte_tailq.h>
  58 #include <rte_eal.h>
  59 #include <rte_eal_memconfig.h>
  60 #include <rte_per_lcore.h>
  61 #include <rte_lcore.h>
  62 #include <rte_common.h>
  63 #include <rte_string_fns.h>
  64
  65 #include "eal_private.h"
  66 #include "eal_internal_cfg.h"
  67 #include "eal_filesystem.h"
  68 #include <exec-env/rte_dom0_common.h>
  69
  70 #define PAGE_SIZE RTE_PGSIZE_4K
  71 #define DEFAUL_DOM0_NAME "dom0-mem"
  72
  73 static int xen_fd = -1;
  74 static const char sys_dir_path[] = "/sys/kernel/mm/dom0-mm/memsize-mB";
  75
  76 /*
  77  * Try to mmap *size bytes in /dev/zero. If it is successful, return the
  78  * pointer to the mmap'd area and keep *size unmodified. Else, retry
  79  * with a smaller zone: decrease *size by mem_size until it reaches
  80  * 0. In this case, return NULL. Note: this function returns an address
  81  * which is a multiple of mem_size size.
  82  */
  83 static void *
  84 xen_get_virtual_area(size_t *size, size_t mem_size)
  85 {
  86         void *addr;
  87         int fd;
  88         long aligned_addr;
  89
  90         RTE_LOG(INFO, EAL, "Ask a virtual area of 0x%zu bytes\n", *size);
  91
  92         fd = open("/dev/zero", O_RDONLY);
  93         if (fd < 0){
  94                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot open /dev/zero\n");
  95                 return NULL;
  96         }
  97         do {
  98                 addr = mmap(NULL, (*size) + mem_size, PROT_READ,
  99                         MAP_PRIVATE, fd, 0);
 100                 if (addr == MAP_FAILED)
 101                         *size -= mem_size;
 102         } while (addr == MAP_FAILED && *size > 0);
 103
 104         if (addr == MAP_FAILED) {
 105                 close(fd);
 106                 RTE_LOG(INFO, EAL, "Cannot get a virtual area\n");
 107                 return NULL;
 108         }
 109
 110         munmap(addr, (*size) + mem_size);
 111         close(fd);
 112
 113         /* align addr to a mem_size boundary */
 114         aligned_addr = (uintptr_t)addr;
 115         aligned_addr = RTE_ALIGN_CEIL(aligned_addr, mem_size);
 116         addr = (void *)(aligned_addr);
 117
 118         RTE_LOG(INFO, EAL, "Virtual area found at %p (size = 0x%zx)\n",
 119                 addr, *size);
 120
 121         return addr;
 122 }
 123
 124 /**
 125  * Get memory size configuration from /sys/devices/virtual/misc/dom0_mm
 126  * /memsize-mB/memsize file, and the size unit is mB.
 127  */
 128 static int
 129 get_xen_memory_size(void)
 130 {
 131         char path[PATH_MAX];
 132         unsigned long mem_size = 0;
 133         static const char *file_name;
 134
 135         file_name = "memsize";
 136         snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s",
 137                         sys_dir_path, file_name);
 138
 139         if (eal_parse_sysfs_value(path, &mem_size) < 0)
 140                 return -1;
 141
 142         if (mem_size == 0)
 143                 rte_exit(EXIT_FAILURE,"XEN-DOM0:the %s/%s was not"
 144                         " configured.\n",sys_dir_path, file_name);
 145         if (mem_size % 2)
 146                 rte_exit(EXIT_FAILURE,"XEN-DOM0:the %s/%s must be"
 147                         " even number.\n",sys_dir_path, file_name);
 148
 149         if (mem_size > DOM0_CONFIG_MEMSIZE)
 150                 rte_exit(EXIT_FAILURE,"XEN-DOM0:the %s/%s should not be larger"
 151                         " than %d mB\n",sys_dir_path, file_name, DOM0_CONFIG_MEMSIZE);
 152
 153         return mem_size;
 154 }
 155
 156 /**
 157  * Based on physical address to caculate MFN in Xen Dom0.
 158  */
 159 phys_addr_t
 160 rte_mem_phy2mch(uint32_t memseg_id, const phys_addr_t phy_addr)
 161 {
 162         int mfn_id;
 163         uint64_t mfn, mfn_offset;
 164         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 165         struct rte_memseg *memseg = mcfg->memseg;
 166
 167         mfn_id = (phy_addr - memseg[memseg_id].phys_addr) / RTE_PGSIZE_2M;
 168
 169         /*the MFN is contiguous in 2M */
 170         mfn_offset = (phy_addr - memseg[memseg_id].phys_addr) %
 171                                         RTE_PGSIZE_2M / PAGE_SIZE;
 172         mfn = mfn_offset + memseg[memseg_id].mfn[mfn_id];
 173
 174         /** return mechine address */
 175         return (mfn * PAGE_SIZE + phy_addr % PAGE_SIZE);
 176 }
 177
 178 int
 179 rte_xen_dom0_memory_init(void)
 180 {
 181         void *vir_addr, *vma_addr = NULL;
 182         int err, ret = 0;
 183         uint32_t i, requested, mem_size, memseg_idx, num_memseg = 0;
 184         size_t vma_len = 0;
 185         struct memory_info meminfo;
 186         struct memseg_info seginfo[RTE_MAX_MEMSEG];
 187         int flags, page_size = getpagesize();
 188         struct rte_mem_config *mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 189         struct rte_memseg *memseg = mcfg->memseg;
 190         uint64_t total_mem = internal_config.memory;
 191
 192         memset(seginfo, 0, sizeof(seginfo));
 193         memset(&meminfo, 0, sizeof(struct memory_info));
 194
 195         mem_size = get_xen_memory_size();
 196         requested = (unsigned) (total_mem / 0x100000);
 197         if (requested > mem_size)
 198                 /* if we didn't satisfy total memory requirements */
 199                 rte_exit(EXIT_FAILURE,"Not enough memory available! Requested: %uMB,"
 200                                 " available: %uMB\n", requested, mem_size);
 201         else if (total_mem != 0)
 202                 mem_size = requested;
 203
 204         /* Check FD and open once */
 205         if (xen_fd < 0) {
 206                 xen_fd = open(DOM0_MM_DEV, O_RDWR);
 207                 if (xen_fd < 0) {
 208                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Can not open %s\n",DOM0_MM_DEV);
 209                         return -1;
 210                 }
 211         }
 212
 213         meminfo.size = mem_size;
 214
 215         /* construct memory mangement name for Dom0 */
 216         snprintf(meminfo.name, DOM0_NAME_MAX, "%s-%s",
 217                 internal_config.hugefile_prefix, DEFAUL_DOM0_NAME);
 218
 219         /* Notify kernel driver to allocate memory */
 220         ret = ioctl(xen_fd, RTE_DOM0_IOCTL_PREPARE_MEMSEG, &meminfo);
 221         if (ret < 0) {
 222                 RTE_LOG(ERR, EAL, "XEN DOM0:failed to get memory\n");
 223                 err = -EIO;
 224                 goto fail;
 225         }
 226
 227         /* Get number of memory segment from driver */
 228         ret = ioctl(xen_fd, RTE_DOM0_IOCTL_GET_NUM_MEMSEG, &num_memseg);
 229         if (ret < 0) {
 230                 RTE_LOG(ERR, EAL, "XEN DOM0:failed to get memseg count.\n");
 231                 err = -EIO;
 232                 goto fail;
 233         }
 234
 235         if(num_memseg > RTE_MAX_MEMSEG){
 236                 RTE_LOG(ERR, EAL, "XEN DOM0: the memseg count %d is greater"
 237                         " than max memseg %d.\n",num_memseg, RTE_MAX_MEMSEG);
 238                 err = -EIO;
 239                 goto fail;
 240         }
 241
 242         /* get all memory segements information */
 243         ret = ioctl(xen_fd, RTE_DOM0_IOCTL_GET_MEMSEG_INFO, seginfo);
 244         if (ret < 0) {
 245                 RTE_LOG(ERR, EAL, "XEN DOM0:failed to get memseg info.\n");
 246                 err = -EIO;
 247                 goto fail;
 248         }
 249
 250         /* map all memory segments to contiguous user space */
 251         for (memseg_idx = 0; memseg_idx < num_memseg; memseg_idx++)
 252         {
 253                 vma_len = seginfo[memseg_idx].size;
 254
 255                 /**
 256                  * get the biggest virtual memory area up to vma_len. If it fails,
 257                  * vma_addr is NULL, so let the kernel provide the address.
 258                  */
 259                 vma_addr = xen_get_virtual_area(&vma_len, RTE_PGSIZE_2M);
 260                 if (vma_addr == NULL) {
 261                         flags = MAP_SHARED;
 262                         vma_len = RTE_PGSIZE_2M;
 263                 } else
 264                         flags = MAP_SHARED | MAP_FIXED;
 265
 266                 seginfo[memseg_idx].size = vma_len;
 267                 vir_addr = mmap(vma_addr, seginfo[memseg_idx].size,
 268                         PROT_READ|PROT_WRITE, flags, xen_fd,
 269                         memseg_idx * page_size);
 270                 if (vir_addr == MAP_FAILED) {
 271                         RTE_LOG(ERR, EAL, "XEN DOM0:Could not mmap %s\n",
 272                                 DOM0_MM_DEV);
 273                         err = -EIO;
 274                         goto fail;
 275                 }
 276
 277                 memseg[memseg_idx].addr = vir_addr;
 278                 memseg[memseg_idx].phys_addr = page_size *
 279                         seginfo[memseg_idx].pfn ;
 280                 memseg[memseg_idx].len = seginfo[memseg_idx].size;
 281                 for ( i = 0; i < seginfo[memseg_idx].size / RTE_PGSIZE_2M; i++)
 282                         memseg[memseg_idx].mfn[i] = seginfo[memseg_idx].mfn[i];
 283
 284                 /* MFNs are continuous in 2M, so assume that page size is 2M */
 285                 memseg[memseg_idx].hugepage_sz = RTE_PGSIZE_2M;
 286
 287                 memseg[memseg_idx].nchannel = mcfg->nchannel;
 288                 memseg[memseg_idx].nrank = mcfg->nrank;
 289
 290                 /* NUMA is not suppoted in Xen Dom0, so only set socket 0*/
 291                 memseg[memseg_idx].socket_id = 0;
 292         }
 293
 294         return 0;
 295 fail:
 296         if (xen_fd > 0) {
 297                 close(xen_fd);
 298                 xen_fd = -1;
 299         }
 300         return err;
 301 }
 302
 303 /*
 304  * This creates the memory mappings in the secondary process to match that of
 305  * the server process. It goes through each memory segment in the DPDK runtime
 306  * configuration, mapping them in order to form a contiguous block in the
 307  * virtual memory space
 308  */
 309 int
 310 rte_xen_dom0_memory_attach(void)
 311 {
 312         const struct rte_mem_config *mcfg;
 313         unsigned s = 0; /* s used to track the segment number */
 314         int xen_fd = -1;
 315         int ret = -1;
 316         void *vir_addr;
 317         char name[DOM0_NAME_MAX] = {0};
 318         int page_size = getpagesize();
 319
 320         mcfg = rte_eal_get_configuration()->mem_config;
 321
 322         /* Check FD and open once */
 323         if (xen_fd < 0) {
 324                 xen_fd = open(DOM0_MM_DEV, O_RDWR);
 325                 if (xen_fd < 0) {
 326                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Can not open %s\n",DOM0_MM_DEV);
 327                         goto error;
 328                 }
 329         }
 330
 331         /* construct memory mangement name for Dom0 */
 332         snprintf(name, DOM0_NAME_MAX, "%s-%s",
 333                 internal_config.hugefile_prefix, DEFAUL_DOM0_NAME);
 334         /* attach to memory segments of primary process */
 335         ret = ioctl(xen_fd, RTE_DOM0_IOCTL_ATTACH_TO_MEMSEG, name);
 336         if (ret) {
 337                 RTE_LOG(ERR, EAL,"attach memory segments fail.\n");
 338                 goto error;
 339         }
 340
 341         /* map all segments into memory to make sure we get the addrs */
 342         for (s = 0; s < RTE_MAX_MEMSEG; ++s) {
 343
 344                 /*
 345                  * the first memory segment with len==0 is the one that
 346                  * follows the last valid segment.
 347                  */
 348                 if (mcfg->memseg[s].len == 0)
 349                         break;
 350
 351                 vir_addr = mmap(mcfg->memseg[s].addr, mcfg->memseg[s].len,
 352                                 PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED|MAP_FIXED, xen_fd,
 353                                 s * page_size);
 354                 if (vir_addr == MAP_FAILED) {
 355                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Could not mmap %llu bytes "
 356                                 "in %s to requested address [%p]\n",
 357                                 (unsigned long long)mcfg->memseg[s].len, DOM0_MM_DEV,
 358                                 mcfg->memseg[s].addr);
 359                         goto error;
 360                 }
 361         }
 362         return 0;
 363
 364 error:
 365         if (xen_fd >= 0) {
 366                 close(xen_fd);
 367                 xen_fd = -1;
 368         }
 369         return -1;
 370 }