memory.c

   1 /*
   2  * Memory helpers
   3  */
   4 #include <sys/types.h>
   5 #include <sys/stat.h>
   6 #include <fcntl.h>
   7 #include <unistd.h>
   8 #include <sys/mman.h>
   9
  10 #include "fio.h"
  11 #ifndef FIO_NO_HAVE_SHM_H
  12 #include <sys/shm.h>
  13 #endif
  14
  15 void fio_unpin_memory(struct thread_data *td)
  16 {
  17         if (td->pinned_mem) {
  18                 dprint(FD_MEM, "unpinning %llu bytes\n", td->o.lockmem);
  19                 if (munlock(td->pinned_mem, td->o.lockmem) < 0)
  20                         perror("munlock");
  21                 munmap(td->pinned_mem, td->o.lockmem);
  22                 td->pinned_mem = NULL;
  23         }
  24 }
  25
  26 int fio_pin_memory(struct thread_data *td)
  27 {
  28         unsigned long long phys_mem;
  29
  30         if (!td->o.lockmem)
  31                 return 0;
  32
  33         dprint(FD_MEM, "pinning %llu bytes\n", td->o.lockmem);
  34
  35         /*
  36          * Don't allow mlock of more than real_mem-128MB
  37          */
  38         phys_mem = os_phys_mem();
  39         if (phys_mem) {
  40                 if ((td->o.lockmem + 128 * 1024 * 1024) > phys_mem) {
  41                         td->o.lockmem = phys_mem - 128 * 1024 * 1024;
  42                         log_info("fio: limiting mlocked memory to %lluMB\n",
  43                                                         td->o.lockmem >> 20);
  44                 }
  45         }
  46
  47         td->pinned_mem = mmap(NULL, td->o.lockmem, PROT_READ | PROT_WRITE,
  48                                 MAP_PRIVATE | OS_MAP_ANON, -1, 0);
  49         if (td->pinned_mem == MAP_FAILED) {
  50                 perror("malloc locked mem");
  51                 td->pinned_mem = NULL;
  52                 return 1;
  53         }
  54         if (mlock(td->pinned_mem, td->o.lockmem) < 0) {
  55                 perror("mlock");
  56                 munmap(td->pinned_mem, td->o.lockmem);
  57                 td->pinned_mem = NULL;
  58                 return 1;
  59         }
  60
  61         return 0;
  62 }
  63
  64 static int alloc_mem_shm(struct thread_data *td, unsigned int total_mem)
  65 {
  66         int flags = IPC_CREAT | S_IRUSR | S_IWUSR;
  67
  68         if (td->o.mem_type == MEM_SHMHUGE) {
  69                 unsigned long mask = td->o.hugepage_size - 1;
  70
  71                 flags |= SHM_HUGETLB;
  72                 total_mem = (total_mem + mask) & ~mask;
  73         }
  74
  75         td->shm_id = shmget(IPC_PRIVATE, total_mem, flags);
  76         dprint(FD_MEM, "shmget %u, %d\n", total_mem, td->shm_id);
  77         if (td->shm_id < 0) {
  78                 td_verror(td, errno, "shmget");
  79                 if (geteuid() != 0 && (errno == ENOMEM || errno == EPERM))
  80                         log_err("fio: you may need to run this job as root\n");
  81                 if (td->o.mem_type == MEM_SHMHUGE) {
  82                         if (errno == EINVAL) {
  83                                 log_err("fio: check that you have free huge"
  84                                         " pages and that hugepage-size is"
  85                                         " correct.\n");
  86                         } else if (errno == ENOSYS) {
  87                                 log_err("fio: your system does not appear to"
  88                                         " support huge pages.\n");
  89                         } else if (errno == ENOMEM) {
  90                                 log_err("fio: no huge pages available, do you"
  91                                         " need to alocate some? See HOWTO.\n");
  92                         }
  93                 }
  94
  95                 return 1;
  96         }
  97
  98         td->orig_buffer = shmat(td->shm_id, NULL, 0);
  99         dprint(FD_MEM, "shmat %d, %p\n", td->shm_id, td->orig_buffer);
 100         if (td->orig_buffer == (void *) -1) {
 101                 td_verror(td, errno, "shmat");
 102                 td->orig_buffer = NULL;
 103                 return 1;
 104         }
 105
 106         return 0;
 107 }
 108
 109 static void free_mem_shm(struct thread_data *td)
 110 {
 111         struct shmid_ds sbuf;
 112
 113         dprint(FD_MEM, "shmdt/ctl %d %p\n", td->shm_id, td->orig_buffer);
 114         shmdt(td->orig_buffer);
 115         shmctl(td->shm_id, IPC_RMID, &sbuf);
 116 }
 117
 118 static int alloc_mem_mmap(struct thread_data *td, size_t total_mem)
 119 {
 120         int flags = 0;
 121
 122         td->mmapfd = -1;
 123
 124         if (td->o.mem_type == MEM_MMAPHUGE) {
 125                 unsigned long mask = td->o.hugepage_size - 1;
 126
 127                 /* TODO: make sure the file is a real hugetlbfs file */
 128                 if (!td->o.mmapfile)
 129                         flags |= MAP_HUGETLB;
 130                 total_mem = (total_mem + mask) & ~mask;
 131         }
 132
 133         if (td->o.mmapfile) {
 134                 td->mmapfd = open(td->o.mmapfile, O_RDWR|O_CREAT, 0644);
 135
 136                 if (td->mmapfd < 0) {
 137                         td_verror(td, errno, "open mmap file");
 138                         td->orig_buffer = NULL;
 139                         return 1;
 140                 }
 141                 if (td->o.mem_type != MEM_MMAPHUGE &&
 142                     ftruncate(td->mmapfd, total_mem) < 0) {
 143                         td_verror(td, errno, "truncate mmap file");
 144                         td->orig_buffer = NULL;
 145                         return 1;
 146                 }
 147                 if (td->o.mem_type == MEM_MMAPHUGE)
 148                         flags |= MAP_SHARED;
 149                 else
 150                         flags |= MAP_PRIVATE;
 151         } else
 152                 flags |= OS_MAP_ANON | MAP_PRIVATE;
 153
 154         td->orig_buffer = mmap(NULL, total_mem, PROT_READ | PROT_WRITE, flags,
 155                                 td->mmapfd, 0);
 156         dprint(FD_MEM, "mmap %llu/%d %p\n", (unsigned long long) total_mem,
 157                                                 td->mmapfd, td->orig_buffer);
 158         if (td->orig_buffer == MAP_FAILED) {
 159                 td_verror(td, errno, "mmap");
 160                 td->orig_buffer = NULL;
 161                 if (td->mmapfd != 1 && td->mmapfd != -1) {
 162                         close(td->mmapfd);
 163                         if (td->o.mmapfile)
 164                                 unlink(td->o.mmapfile);
 165                 }
 166
 167                 return 1;
 168         }
 169
 170         return 0;
 171 }
 172
 173 static void free_mem_mmap(struct thread_data *td, size_t total_mem)
 174 {
 175         dprint(FD_MEM, "munmap %llu %p\n", (unsigned long long) total_mem,
 176                                                 td->orig_buffer);
 177         munmap(td->orig_buffer, td->orig_buffer_size);
 178         if (td->o.mmapfile) {
 179                 if (td->mmapfd != -1)
 180                         close(td->mmapfd);
 181                 unlink(td->o.mmapfile);
 182                 free(td->o.mmapfile);
 183         }
 184 }
 185
 186 static int alloc_mem_malloc(struct thread_data *td, size_t total_mem)
 187 {
 188         td->orig_buffer = malloc(total_mem);
 189         dprint(FD_MEM, "malloc %llu %p\n", (unsigned long long) total_mem,
 190                                                         td->orig_buffer);
 191
 192         return td->orig_buffer == NULL;
 193 }
 194
 195 static void free_mem_malloc(struct thread_data *td)
 196 {
 197         dprint(FD_MEM, "free malloc mem %p\n", td->orig_buffer);
 198         free(td->orig_buffer);
 199 }
 200
 201 /*
 202  * Set up the buffer area we need for io.
 203  */
 204 int allocate_io_mem(struct thread_data *td)
 205 {
 206         size_t total_mem;
 207         int ret = 0;
 208
 209         if (td->io_ops->flags & FIO_NOIO)
 210                 return 0;
 211
 212         total_mem = td->orig_buffer_size;
 213
 214         if (td->o.odirect || td->o.mem_align || td->o.oatomic ||
 215             (td->io_ops->flags & FIO_MEMALIGN)) {
 216                 total_mem += page_mask;
 217                 if (td->o.mem_align && td->o.mem_align > page_size)
 218                         total_mem += td->o.mem_align - page_size;
 219         }
 220
 221         dprint(FD_MEM, "Alloc %llu for buffers\n", (unsigned long long) total_mem);
 222
 223         if (td->o.mem_type == MEM_MALLOC)
 224                 ret = alloc_mem_malloc(td, total_mem);
 225         else if (td->o.mem_type == MEM_SHM || td->o.mem_type == MEM_SHMHUGE)
 226                 ret = alloc_mem_shm(td, total_mem);
 227         else if (td->o.mem_type == MEM_MMAP || td->o.mem_type == MEM_MMAPHUGE)
 228                 ret = alloc_mem_mmap(td, total_mem);
 229         else {
 230                 log_err("fio: bad mem type: %d\n", td->o.mem_type);
 231                 ret = 1;
 232         }
 233
 234         if (ret)
 235                 td_verror(td, ENOMEM, "iomem allocation");
 236
 237         return ret;
 238 }
 239
 240 void free_io_mem(struct thread_data *td)
 241 {
 242         unsigned int total_mem;
 243
 244         total_mem = td->orig_buffer_size;
 245         if (td->o.odirect || td->o.oatomic)
 246                 total_mem += page_mask;
 247
 248         if (td->o.mem_type == MEM_MALLOC)
 249                 free_mem_malloc(td);
 250         else if (td->o.mem_type == MEM_SHM || td->o.mem_type == MEM_SHMHUGE)
 251                 free_mem_shm(td);
 252         else if (td->o.mem_type == MEM_MMAP || td->o.mem_type == MEM_MMAPHUGE)
 253                 free_mem_mmap(td, total_mem);
 254         else
 255                 log_err("Bad memory type %u\n", td->o.mem_type);
 256
 257         td->orig_buffer = NULL;
 258         td->orig_buffer_size = 0;
 259 }