linux_usr/v3_mem.c

   1 /*
   2  * V3 Control utility
   3  * (c) Jack lange, 2010
   4  */
   5
   6
   7 #include <stdio.h>
   8 #include <stdlib.h>
   9 #include <fcntl.h>
  10 #include <sys/ioctl.h>
  11 #include <sys/stat.h>
  12 #include <sys/types.h>
  13 #include <unistd.h>
  14 #include <string.h>
  15 #include <dirent.h>
  16 #include <alloca.h>
  17
  18 #include "v3_ctrl.h"
  19
  20 #define SYS_PATH "/sys/devices/system/memory/"
  21
  22 #define BUF_SIZE 128
  23
  24
  25
  26
  27 static int offline_memory(unsigned long long mem_size_bytes,
  28                           unsigned long long mem_min_start,
  29                           int limit32,
  30                           unsigned long long *num_bytes,
  31                           unsigned long long *base_addr);
  32
  33 int main(int argc, char * argv[]) {
  34     unsigned long long mem_size_bytes = 0;
  35     unsigned long long mem_min_start = 0;
  36     int v3_fd = -1;
  37     int request = 0;
  38     int limit32 = 0;
  39     int node = -1;
  40     int c;
  41     unsigned long long num_bytes, base_addr;
  42     struct v3_mem_region mem;
  43
  44     if (argc<2 || argc>8) {
  45         printf("usage: v3_mem [-r] [-l] [-n k] [-m n] <memory size (MB)>\n\n"
  46                "Allocate memory for use by Palacios.\n\n"
  47                "With    -k    this requests in-kernel allocation.\n"
  48                "Without -k    this attempts to offline memory via hot remove\n\n"
  49                "With    -l    the request or offlining is limited to first 4 GB\n"
  50                "Without -l    the request or offlining has no limits\n\n"
  51                "With    -m n  the offline memory search starts at n MB\n"
  52                "Without -m n  the offline memory search starts at 0 MB\n\n"
  53                "With    -n i  the request is for numa node i\n"
  54                "Without -n i  the request can be on any numa node\n\n");
  55         return -1;
  56     }
  57
  58     while ((c=getopt(argc,argv,"klmn:"))!=-1) {
  59         switch (c) {
  60             case 'k':
  61                 request=1;
  62                 break;
  63             case 'l':
  64                 limit32=1;
  65                 break;
  66             case 'm':
  67                 mem_min_start = atoll(optarg) * (1024*1024);
  68                 break;
  69             case 'n':
  70                 node = atoi(optarg);
  71                 break;
  72             case '?':
  73                 if (optopt=='n') {
  74                     printf("-n requires the numa node...\n");
  75                 } else if (optopt=='m') {
  76                     printf("-m requires the minimum starting address (in MB)...\n");
  77                 } else {
  78                     printf("Unknown option %c\n",optopt);
  79                 }
  80                 break;
  81             default:
  82                 printf("Unknown option %c\n",optopt);
  83                 break;
  84         }
  85     }
  86
  87     mem_size_bytes = atoll(argv[optind]) * (1024 * 1024);
  88
  89     v3_fd = open(v3_dev, O_RDONLY);
  90
  91     if (v3_fd == -1) {
  92         printf("Error opening V3Vee control device\n");
  93         return -1;
  94     }
  95
  96     if (!request) {
  97         printf("Trying to offline memory (size=%llu, min_start=%llu, limit32=%d)\n",mem_size_bytes,mem_min_start,limit32);
  98         if (offline_memory(mem_size_bytes,mem_min_start,limit32, &num_bytes, &base_addr)) {
  99             printf("Could not offline memory\n");
 100             return -1;
 101         }
 102         mem.type=PREALLOCATED;
 103         mem.node=0;
 104         mem.base_addr=base_addr;
 105         mem.num_pages=num_bytes/4096;
 106     } else {
 107         printf("Generating memory allocation request (size=%llu, limit32=%d)\n", mem_size_bytes, limit32);
 108         mem.type = limit32 ? REQUESTED32 : REQUESTED;
 109         mem.node = node;
 110         mem.base_addr = 0;
 111         mem.num_pages = mem_size_bytes / 4096;
 112     }
 113
 114     printf("Allocation request is: type=%d, node=%d, base_addr=0x%llx, num_pages=%llu\n",
 115            mem.type, mem.node, mem.base_addr, mem.num_pages);
 116
 117     if (ioctl(v3_fd, V3_ADD_MEMORY, &mem)<0) {
 118         printf("Request rejected by Palacios\n");
 119         close(v3_fd);
 120         return -1;
 121     } else {
 122         printf("Request accepted by Palacios\n");
 123         close(v3_fd);
 124         return 0;
 125     }
 126 }
 127
 128
 129 static int dir_filter(const struct dirent * dir) {
 130     if (strncmp("memory", dir->d_name, 6) == 0) {
 131         return 1;
 132     }
 133
 134     return 0;
 135 }
 136
 137
 138 static int dir_cmp(const struct dirent **dir1, const struct dirent ** dir2) {
 139     int num1 = atoi((*dir1)->d_name + 6);
 140     int num2 = atoi((*dir2)->d_name + 6);
 141
 142     return num1 - num2;
 143 }
 144
 145
 146
 147 #define UNWIND(first,last)                                      \
 148 do {                                                            \
 149     int i;                                                      \
 150     for (i = first; i <= last; i++) {                           \
 151         FILE *f;                                                \
 152         char name[256];                                         \
 153         snprintf(name,256,"%smemory%d/state",SYS_PATH,i);       \
 154         f=fopen(name,"r+");                                     \
 155         if (!f) {                                               \
 156             perror("Cannot open state file\n");                 \
 157             return -1;                                          \
 158         }                                                       \
 159         printf("Re-onlining block %d (%s)\n",i,name);           \
 160         fprintf(f,"online\n");                                  \
 161         fclose(f);                                              \
 162     }                                                           \
 163 } while (0)
 164
 165
 166 static int offline_memory(unsigned long long mem_size_bytes,
 167                           unsigned long long mem_min_start,
 168                           int limit32,
 169                           unsigned long long *num_bytes,
 170                           unsigned long long *base_addr)
 171 {
 172
 173     unsigned int block_size_bytes = 0;
 174     int bitmap_entries = 0;
 175     unsigned char * bitmap = NULL;
 176     int num_blocks = 0;
 177     int reg_start = 0;
 178     int mem_ready = 0;
 179
 180
 181
 182     printf("Trying to find %dMB (%d bytes) of memory above %llu with limit32=%d\n", mem_size_bytes/(1024*1024), mem_size_bytes, mem_min_start, limit32);
 183
 184     /* Figure out the block size */
 185     {
 186         int tmp_fd = 0;
 187         char tmp_buf[BUF_SIZE];
 188
 189         tmp_fd = open(SYS_PATH "block_size_bytes", O_RDONLY);
 190
 191         if (tmp_fd == -1) {
 192             perror("Could not open block size file: " SYS_PATH "block_size_bytes");
 193             return -1;
 194         }
 195
 196         if (read(tmp_fd, tmp_buf, BUF_SIZE) <= 0) {
 197             perror("Could not read block size file: " SYS_PATH "block_size_bytes");
 198             return -1;
 199         }
 200
 201         close(tmp_fd);
 202
 203         block_size_bytes = strtoll(tmp_buf, NULL, 16);
 204
 205         printf("Memory block size is %dMB (%d bytes)\n", block_size_bytes / (1024 * 1024), block_size_bytes);
 206
 207     }
 208
 209
 210     num_blocks =  mem_size_bytes / block_size_bytes;
 211     if (mem_size_bytes % block_size_bytes) num_blocks++;
 212
 213     mem_min_start = block_size_bytes *
 214         ((mem_min_start / block_size_bytes) + (!!(mem_min_start % block_size_bytes)));
 215
 216     printf("Looking for %d blocks of memory starting at %p (block %llu) with limit32=%d\n", num_blocks, (void*)mem_min_start, mem_min_start/block_size_bytes,limit32);
 217
 218
 219     // We now need to find <num_blocks> consecutive offlinable memory blocks
 220
 221     /* Scan the memory directories */
 222     {
 223         struct dirent ** namelist = NULL;
 224         int size = 0;
 225         int i = 0;
 226         int j = 0;
 227         int last_block = 0;
 228         int first_block = mem_min_start/block_size_bytes;
 229         int limit_block = 0xffffffff / block_size_bytes; // for 32 bit limiting
 230
 231         last_block = scandir(SYS_PATH, &namelist, dir_filter, dir_cmp);
 232         bitmap_entries = atoi(namelist[last_block - 1]->d_name + 6) + 1;
 233
 234         size = bitmap_entries / 8;
 235         if (bitmap_entries % 8) size++;
 236
 237         bitmap = alloca(size);
 238
 239         if (!bitmap) {
 240             printf("ERROR: could not allocate space for bitmap\n");
 241             return -1;
 242         }
 243
 244         memset(bitmap, 0, size);
 245
 246         for (i = 0 ; j < bitmap_entries - 1; i++) {
 247             struct dirent * tmp_dir = namelist[i];
 248             int block_fd = 0;
 249             char status_str[BUF_SIZE];
 250             char fname[BUF_SIZE];
 251
 252             memset(status_str, 0, BUF_SIZE);
 253             memset(fname, 0, BUF_SIZE);
 254
 255             snprintf(fname, BUF_SIZE, "%s%s/removable", SYS_PATH, tmp_dir->d_name);
 256
 257             j = atoi(tmp_dir->d_name + 6);
 258             int major = j / 8;
 259             int minor = j % 8;
 260
 261
 262             if (i<first_block) {
 263                 printf("Skipping %s due to minimum start constraint\n",fname);
 264                 continue;
 265             }
 266
 267             if (limit32 && i>limit_block) {
 268                 printf("Skipping %s due to 32 bit constraint\n",fname);
 269                 continue;
 270             }
 271
 272
 273             // The prospective block must be (a) removable, and (b) currently online
 274
 275             printf("Checking %s...", fname);
 276
 277             block_fd = open(fname, O_RDONLY);
 278
 279             if (block_fd == -1) {
 280                 printf("Hotpluggable memory not supported or could not determine if block is removable...\n");
 281                 return -1;
 282             }
 283
 284             if (read(block_fd, status_str, BUF_SIZE) <= 0) {
 285                 perror("Could not read block removability information\n");
 286                 return -1;
 287             }
 288
 289             status_str[BUF_SIZE-1]=0;
 290
 291             close(block_fd);
 292
 293             if (atoi(status_str) == 1) {
 294                 printf("Removable ");
 295             } else {
 296                 printf("Not removable\n");
 297                 continue;
 298             }
 299
 300             snprintf(fname, BUF_SIZE, "%s%s/state", SYS_PATH, tmp_dir->d_name);
 301
 302             block_fd = open(fname, O_RDONLY);
 303
 304             if (block_fd<0) {
 305                 perror("Could not open block state\n");
 306                 return -1;
 307             }
 308
 309             if (read(block_fd, status_str, BUF_SIZE) <=0) {
 310                 perror("Could not read block state information\n");
 311                 return -1;
 312             }
 313
 314             status_str[BUF_SIZE-1]=0;
 315
 316             close(block_fd);
 317
 318             if (!strncasecmp(status_str,"offline",7)) {
 319                 printf("and Already Offline (unusable)\n");
 320             } else if (!strncasecmp(status_str,"online",6)) {
 321                 printf("and Online (usable)\n");
 322                 bitmap[major] |= (0x1 << minor);
 323             } else {
 324                 printf("and in Unknown State '%s' (unusable)\n",status_str);
 325             }
 326
 327         }
 328
 329     }
 330
 331     while (!mem_ready) {
 332
 333         /* Scan bitmap for enough consecutive space */
 334         {
 335             // num_blocks: The number of blocks we need to find
 336             // bitmap: bitmap of blocks (1 == allocatable)
 337             // bitmap_entries: number of blocks in the system/number of bits in bitmap
 338             // reg_start: The block index where our allocation will start
 339
 340             int i = 0;
 341             int run_len = 0;
 342
 343             for (i = 0; i < bitmap_entries; i++) {
 344                 int i_major = i / 8;
 345                 int i_minor = i % 8;
 346
 347                 if (!(bitmap[i_major] & (0x1 << i_minor))) {
 348                     reg_start = i + 1; // skip the region start to next entry
 349                     run_len = 0;
 350                     continue;
 351                 }
 352
 353                 run_len++;
 354
 355                 if (run_len >= num_blocks) {
 356                     break;
 357                 }
 358             }
 359
 360
 361             if (run_len < num_blocks) {
 362                 fprintf(stderr, "Could not find enough consecutive memory blocks... (found %d)\n", run_len);
 363                 // no offlining yet, so no need to unwind here
 364                 return -1;
 365             }
 366         }
 367
 368
 369         /* Offline memory blocks starting at reg_start */
 370         {
 371             int i = 0;
 372
 373             for (i = 0; i < num_blocks; i++) {
 374                 FILE * block_file = NULL;
 375                 char fname[256];
 376
 377                 memset(fname, 0, 256);
 378
 379                 snprintf(fname, 256, "%smemory%d/state", SYS_PATH, i + reg_start);
 380
 381                 block_file = fopen(fname, "r+");
 382
 383                 if (block_file == NULL) {
 384                     perror("Could not open block file");
 385                     UNWIND(reg_start, i+reg_start-1);
 386                     return -1;
 387                 }
 388
 389
 390                 printf("Offlining block %d (%s)\n", i + reg_start, fname);
 391                 fprintf(block_file, "offline\n");
 392
 393                 fclose(block_file);
 394
 395             }
 396         }
 397
 398
 399         /*  We asked to offline set of blocks, but Linux could have lied.
 400          *  To be safe, check whether blocks were offlined and start again if not
 401          */
 402
 403         {
 404             int i = 0;
 405
 406             mem_ready = 1; // Hopefully we are ok...
 407
 408
 409             for (i = 0; i < num_blocks; i++) {
 410                 int block_fd = 0;
 411                 char fname[BUF_SIZE];
 412                 char status_buf[BUF_SIZE];
 413
 414
 415                 memset(fname, 0, BUF_SIZE);
 416                 memset(status_buf, 0, BUF_SIZE);
 417
 418                 snprintf(fname, BUF_SIZE, "%smemory%d/state", SYS_PATH, i + reg_start);
 419
 420
 421                 block_fd = open(fname, O_RDONLY);
 422
 423                 if (block_fd == -1) {
 424                     perror("Could not open block state file");
 425                     return -1;
 426                 }
 427
 428                 if (read(block_fd, status_buf, BUF_SIZE) <= 0) {
 429                     perror("Could not read block state");
 430                     return -1;
 431                 }
 432
 433                 status_buf[BUF_SIZE]=0;
 434
 435                 printf("Checking offlined block %d (%s)...", i + reg_start, fname);
 436
 437                 int ret = strncmp(status_buf, "offline", strlen("offline"));
 438
 439                 if (ret != 0) {  // uh oh
 440                     int j = 0;
 441                     int major = (i + reg_start) / 8;
 442                     int minor = (i + reg_start) % 8;
 443
 444                     bitmap[major] &= ~(0x1 << minor); // mark the block as not removable in bitmap
 445
 446                     mem_ready = 0; // Keep searching
 447
 448                     printf("ERROR - block status is '%s'\n", status_buf);
 449
 450                     // Unwind space
 451                     UNWIND(reg_start,reg_start+num_blocks-1);
 452
 453                     break;
 454                 }
 455             }
 456
 457             printf("Offlined Memory OK\n");
 458
 459         }
 460     }
 461
 462     /* Memory is offlined. Calculate size and phys start addr to send to Palacios */
 463     *num_bytes = (unsigned long long)(num_blocks) * (unsigned long long)(block_size_bytes);
 464     *base_addr = (unsigned long long)(reg_start) * (unsigned long long)(block_size_bytes);
 465
 466     return 0;
 467 }
 468