chiark - git - ian - stressapptest/blob - src/os.cc

   1 // Copyright 2006 Google Inc. All Rights Reserved.
   2 // Author: nsanders, menderico
   3
   4 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5 // you may not use this file except in compliance with the License.
   6 // You may obtain a copy of the License at
   7
   8 //      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9
  10 // Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11 // distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12 // WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13 // See the License for the specific language governing permissions and
  14 // limitations under the License.
  15
  16 // os.cc : os and machine specific implementation
  17 // This file includes an abstracted interface
  18 // for linux-distro specific and HW specific
  19 // interfaces.
  20
  21 #include "os.h"
  22
  23 #include <errno.h>
  24 #include <fcntl.h>
  25 #include <linux/types.h>
  26 #include <malloc.h>
  27 #include <stdio.h>
  28 #include <stdlib.h>
  29 #include <string.h>
  30 #include <sys/mman.h>
  31 #include <sys/ioctl.h>
  32 #include <sys/time.h>
  33 #include <sys/types.h>
  34 #include <sys/ipc.h>
  35 #ifdef HAVE_SYS_SHM_H
  36 #include <sys/shm.h>
  37 #endif
  38 #include <unistd.h>
  39
  40 #ifndef SHM_HUGETLB
  41 #define SHM_HUGETLB      04000  // remove when glibc defines it
  42 #endif
  43
  44 #include <string>
  45 #include <list>
  46
  47 // This file must work with autoconf on its public version,
  48 // so these includes are correct.
  49 #include "sattypes.h"
  50 #include "error_diag.h"
  51
  52 // OsLayer initialization.
  53 OsLayer::OsLayer() {
  54   testmem_ = 0;
  55   testmemsize_ = 0;
  56   totalmemsize_ = 0;
  57   min_hugepages_bytes_ = 0;
  58   normal_mem_ = true;
  59   use_hugepages_ = false;
  60   use_posix_shm_ = false;
  61   dynamic_mapped_shmem_ = false;
  62   shmid_ = 0;
  63
  64   time_initialized_ = 0;
  65
  66   regionsize_ = 0;
  67   regioncount_ = 1;
  68   num_cpus_ = 0;
  69   num_nodes_ = 0;
  70   num_cpus_per_node_ = 0;
  71   error_diagnoser_ = 0;
  72   err_log_callback_ = 0;
  73   error_injection_ = false;
  74
  75   void *pvoid = 0;
  76   address_mode_ = sizeof(pvoid) * 8;
  77
  78   has_clflush_ = false;
  79   has_sse2_ = false;
  80
  81   use_flush_page_cache_ = false;
  82 }
  83
  84 // OsLayer cleanup.
  85 OsLayer::~OsLayer() {
  86   if (error_diagnoser_)
  87     delete error_diagnoser_;
  88 }
  89
  90 // OsLayer initialization.
  91 bool OsLayer::Initialize() {
  92   time_initialized_ = time(NULL);
  93   // Detect asm support.
  94   GetFeatures();
  95
  96   if (num_cpus_ == 0) {
  97     num_nodes_ = 1;
  98     num_cpus_ = sysconf(_SC_NPROCESSORS_ONLN);
  99     num_cpus_per_node_ = num_cpus_ / num_nodes_;
 100   }
 101   logprintf(5, "Log: %d nodes, %d cpus.\n", num_nodes_, num_cpus_);
 102   sat_assert(CPU_SETSIZE >= num_cpus_);
 103   cpu_sets_.resize(num_nodes_);
 104   cpu_sets_valid_.resize(num_nodes_);
 105   // Create error diagnoser.
 106   error_diagnoser_ = new ErrorDiag();
 107   if (!error_diagnoser_->set_os(this))
 108     return false;
 109   return true;
 110 }
 111
 112 // Machine type detected. Can we implement all these functions correctly?
 113 bool OsLayer::IsSupported() {
 114   if (kOpenSource) {
 115     // There are no explicitly supported systems in open source version.
 116     return true;
 117   }
 118
 119   // This is the default empty implementation.
 120   // SAT won't report full error information.
 121   return false;
 122 }
 123
 124 int OsLayer::AddressMode() {
 125   // Detect 32/64 bit binary.
 126   void *pvoid = 0;
 127   return sizeof(pvoid) * 8;
 128 }
 129
 130 // Translates user virtual to physical address.
 131 uint64 OsLayer::VirtualToPhysical(void *vaddr) {
 132   uint64 frame, shift;
 133   off64_t off = ((uintptr_t)vaddr) / getpagesize() * 8;
 134   int fd = open(kPagemapPath, O_RDONLY);
 135   if (fd < 0 || lseek64(fd, off, SEEK_SET) != off || read(fd, &frame, 8) != 8) {
 136     int err = errno;
 137     string errtxt = ErrorString(err);
 138     logprintf(0, "Error: failed to access %s with errno %d (%s)\n",
 139               kPagemapPath, err, errtxt.c_str());
 140     if (fd >= 0)
 141       close(fd);
 142     return 0;
 143   }
 144   close(fd);
 145   if (!(frame & (1LL << 63)) || (frame & (1LL << 62)))
 146     return 0;
 147   shift = (frame >> 55) & 0x3f;
 148   frame = (frame & 0x007fffffffffffffLL) << shift;
 149   return frame | ((uintptr_t)vaddr & ((1LL << shift) - 1));
 150 }
 151
 152 // Returns the HD device that contains this file.
 153 string OsLayer::FindFileDevice(string filename) {
 154   return "hdUnknown";
 155 }
 156
 157 // Returns a list of locations corresponding to HD devices.
 158 list<string> OsLayer::FindFileDevices() {
 159   // No autodetection on unknown systems.
 160   list<string> locations;
 161   return locations;
 162 }
 163
 164
 165 // Get HW core features from cpuid instruction.
 166 void OsLayer::GetFeatures() {
 167 #if defined(STRESSAPPTEST_CPU_X86_64) || defined(STRESSAPPTEST_CPU_I686)
 168   // CPUID features documented at:
 169   // http://www.sandpile.org/ia32/cpuid.htm
 170   int ax, bx, cx, dx;
 171   __asm__ __volatile__ (
 172       "cpuid": "=a" (ax), "=b" (bx), "=c" (cx), "=d" (dx) : "a" (1));
 173   has_clflush_ = (dx >> 19) & 1;
 174   has_sse2_ = (dx >> 26) & 1;
 175
 176   logprintf(9, "Log: has clflush: %s, has sse2: %s\n",
 177             has_clflush_ ? "true" : "false",
 178             has_sse2_ ? "true" : "false");
 179 #elif defined(STRESSAPPTEST_CPU_PPC)
 180   // All PPC implementations have cache flush instructions.
 181   has_clflush_ = true;
 182 #elif defined(STRESSAPPTEST_CPU_ARMV7A)
 183 #warning "Unsupported CPU type ARMV7A: unable to determine feature set."
 184 #else
 185 #warning "Unsupported CPU type: unable to determine feature set."
 186 #endif
 187 }
 188
 189
 190 // Enable FlushPageCache to be functional instead of a NOP.
 191 void OsLayer::ActivateFlushPageCache(void) {
 192   logprintf(9, "Log: page cache will be flushed as needed\n");
 193   use_flush_page_cache_ = true;
 194 }
 195
 196 // Flush the page cache to ensure reads come from the disk.
 197 bool OsLayer::FlushPageCache(void) {
 198   if (!use_flush_page_cache_)
 199     return true;
 200
 201   // First, ask the kernel to write the cache to the disk.
 202   sync();
 203
 204   // Second, ask the kernel to empty the cache by writing "1" to
 205   // "/proc/sys/vm/drop_caches".
 206   static const char *drop_caches_file = "/proc/sys/vm/drop_caches";
 207   int dcfile = open(drop_caches_file, O_WRONLY);
 208   if (dcfile < 0) {
 209     int err = errno;
 210     string errtxt = ErrorString(err);
 211     logprintf(3, "Log: failed to open %s - err %d (%s)\n",
 212               drop_caches_file, err, errtxt.c_str());
 213     return false;
 214   }
 215
 216   ssize_t bytes_written = write(dcfile, "1", 1);
 217   close(dcfile);
 218
 219   if (bytes_written != 1) {
 220     int err = errno;
 221     string errtxt = ErrorString(err);
 222     logprintf(3, "Log: failed to write %s - err %d (%s)\n",
 223               drop_caches_file, err, errtxt.c_str());
 224     return false;
 225   }
 226   return true;
 227 }
 228
 229
 230 // We need to flush the cacheline here.
 231 void OsLayer::Flush(void *vaddr) {
 232   // Use the generic flush. This function is just so we can override
 233   // this if we are so inclined.
 234   if (has_clflush_)
 235     FastFlush(vaddr);
 236 }
 237
 238
 239 // Run C or ASM copy as appropriate..
 240 bool OsLayer::AdlerMemcpyWarm(uint64 *dstmem, uint64 *srcmem,
 241                               unsigned int size_in_bytes,
 242                               AdlerChecksum *checksum) {
 243   if (has_sse2_) {
 244     return AdlerMemcpyAsm(dstmem, srcmem, size_in_bytes, checksum);
 245   } else {
 246     return AdlerMemcpyWarmC(dstmem, srcmem, size_in_bytes, checksum);
 247   }
 248 }
 249
 250
 251 // Translate user virtual to physical address.
 252 int OsLayer::FindDimm(uint64 addr, char *buf, int len) {
 253   char tmpbuf[256];
 254   snprintf(tmpbuf, sizeof(tmpbuf), "DIMM Unknown");
 255   snprintf(buf, len, "%s", tmpbuf);
 256   return 0;
 257 }
 258
 259
 260 // Classifies addresses according to "regions"
 261 // This isn't really implemented meaningfully here..
 262 int32 OsLayer::FindRegion(uint64 addr) {
 263   static bool warned = false;
 264
 265   if (regionsize_ == 0) {
 266     regionsize_ = totalmemsize_ / 8;
 267     if (regionsize_ < 512 * kMegabyte)
 268       regionsize_ = 512 * kMegabyte;
 269     regioncount_ = totalmemsize_ / regionsize_;
 270     if (regioncount_ < 1) regioncount_ = 1;
 271   }
 272
 273   int32 region_num = addr / regionsize_;
 274   if (region_num >= regioncount_) {
 275     if (!warned) {
 276         logprintf(0, "Log: region number %d exceeds region count %d\n",
 277                   region_num, regioncount_);
 278         warned = true;
 279     }
 280     region_num = region_num % regioncount_;
 281   }
 282   return region_num;
 283 }
 284
 285 // Report which cores are associated with a given region.
 286 cpu_set_t *OsLayer::FindCoreMask(int32 region) {
 287   sat_assert(region >= 0);
 288   region %= num_nodes_;
 289   if (!cpu_sets_valid_[region]) {
 290     CPU_ZERO(&cpu_sets_[region]);
 291     for (int i = 0; i < num_cpus_per_node_; ++i) {
 292       CPU_SET(i + region * num_cpus_per_node_, &cpu_sets_[region]);
 293     }
 294     cpu_sets_valid_[region] = true;
 295     logprintf(5, "Log: Region %d mask 0x%s\n",
 296                  region, FindCoreMaskFormat(region).c_str());
 297   }
 298   return &cpu_sets_[region];
 299 }
 300
 301 // Return cores associated with a given region in hex string.
 302 string OsLayer::FindCoreMaskFormat(int32 region) {
 303   cpu_set_t* mask = FindCoreMask(region);
 304   string format = cpuset_format(mask);
 305   if (format.size() < 8)
 306     format = string(8 - format.size(), '0') + format;
 307   return format;
 308 }
 309
 310 // Report an error in an easily parseable way.
 311 bool OsLayer::ErrorReport(const char *part, const char *symptom, int count) {
 312   time_t now = time(NULL);
 313   int ttf = now - time_initialized_;
 314   logprintf(0, "Report Error: %s : %s : %d : %ds\n", symptom, part, count, ttf);
 315   return true;
 316 }
 317
 318 // Read the number of hugepages out of the kernel interface in proc.
 319 int64 OsLayer::FindHugePages() {
 320   char buf[65] = "0";
 321
 322   // This is a kernel interface to query the numebr of hugepages
 323   // available in the system.
 324   static const char *hugepages_info_file = "/proc/sys/vm/nr_hugepages";
 325   int hpfile = open(hugepages_info_file, O_RDONLY);
 326
 327   ssize_t bytes_read = read(hpfile, buf, 64);
 328   close(hpfile);
 329
 330   if (bytes_read <= 0) {
 331     logprintf(12, "Log: /proc/sys/vm/nr_hugepages "
 332                   "read did not provide data\n");
 333     return 0;
 334   }
 335
 336   if (bytes_read == 64) {
 337     logprintf(0, "Process Error: /proc/sys/vm/nr_hugepages "
 338                  "is surprisingly large\n");
 339     return 0;
 340   }
 341
 342   // Add a null termintation to be string safe.
 343   buf[bytes_read] = '\0';
 344   // Read the page count.
 345   int64 pages = strtoull(buf, NULL, 10);  // NOLINT
 346
 347   return pages;
 348 }
 349
 350 int64 OsLayer::FindFreeMemSize() {
 351   int64 size = 0;
 352   int64 minsize = 0;
 353   if (totalmemsize_ > 0)
 354     return totalmemsize_;
 355
 356   int64 pages = sysconf(_SC_PHYS_PAGES);
 357   int64 avpages = sysconf(_SC_AVPHYS_PAGES);
 358   int64 pagesize = sysconf(_SC_PAGESIZE);
 359   int64 physsize = pages * pagesize;
 360   int64 avphyssize = avpages * pagesize;
 361
 362   // Assume 2MB hugepages.
 363   int64 hugepagesize = FindHugePages() * 2 * kMegabyte;
 364
 365   if ((pages == -1) || (pagesize == -1)) {
 366     logprintf(0, "Process Error: sysconf could not determine memory size.\n");
 367     return 0;
 368   }
 369
 370   // We want to leave enough stuff for things to run.
 371   // If the user specified a minimum amount of memory to expect, require that.
 372   // Otherwise, if more than 2GB is present, leave 192M + 5% for other stuff.
 373   // If less than 2GB is present use 85% of what's available.
 374   // These are fairly arbitrary numbers that seem to work OK.
 375   //
 376   // TODO(nsanders): is there a more correct way to determine target
 377   // memory size?
 378   if (hugepagesize > 0 && min_hugepages_bytes_ > 0) {
 379     minsize = min_hugepages_bytes_;
 380   } else if (physsize < 2048LL * kMegabyte) {
 381     minsize = ((pages * 85) / 100) * pagesize;
 382   } else {
 383     minsize = ((pages * 95) / 100) * pagesize - (192 * kMegabyte);
 384   }
 385
 386   // Use hugepage sizing if available.
 387   if (hugepagesize > 0) {
 388     if (hugepagesize < minsize) {
 389       logprintf(0, "Procedural Error: Not enough hugepages. "
 390                    "%lldMB available < %lldMB required.\n",
 391                 hugepagesize / kMegabyte,
 392                 minsize / kMegabyte);
 393       // Require the calculated minimum amount of memory.
 394       size = minsize;
 395     } else {
 396       // Require that we get all hugepages.
 397       size = hugepagesize;
 398     }
 399   } else {
 400     // Require the calculated minimum amount of memory.
 401     size = minsize;
 402   }
 403
 404   logprintf(5, "Log: Total %lld MB. Free %lld MB. Hugepages %lld MB. "
 405                "Targeting %lld MB (%lld%%)\n",
 406             physsize / kMegabyte,
 407             avphyssize / kMegabyte,
 408             hugepagesize / kMegabyte,
 409             size / kMegabyte,
 410             size * 100 / physsize);
 411
 412   totalmemsize_ = size;
 413   return size;
 414 }
 415
 416 // Allocates all memory available.
 417 int64 OsLayer::AllocateAllMem() {
 418   int64 length = FindFreeMemSize();
 419   bool retval = AllocateTestMem(length, 0);
 420   if (retval)
 421     return length;
 422   else
 423     return 0;
 424 }
 425
 426 // Allocate the target memory. This may be from malloc, hugepage pool
 427 // or other platform specific sources.
 428 bool OsLayer::AllocateTestMem(int64 length, uint64 paddr_base) {
 429   // Try hugepages first.
 430   void *buf = 0;
 431
 432   sat_assert(length >= 0);
 433
 434   if (paddr_base)
 435     logprintf(0, "Process Error: non zero paddr_base %#llx is not supported,"
 436               " ignore.\n", paddr_base);
 437
 438   // Determine optimal memory allocation path.
 439   bool prefer_hugepages = false;
 440   bool prefer_posix_shm = false;
 441   bool prefer_dynamic_mapping = false;
 442
 443   // Are there enough hugepages?
 444   int64 hugepagesize = FindHugePages() * 2 * kMegabyte;
 445   // TODO(nsanders): Is there enough /dev/shm? Is there enough free memeory?
 446   if ((length >= 1400LL * kMegabyte) && (address_mode_ == 32)) {
 447     prefer_dynamic_mapping = true;
 448     prefer_posix_shm = true;
 449     logprintf(3, "Log: Prefer POSIX shared memory allocation.\n");
 450     logprintf(3, "Log: You may need to run "
 451                  "'sudo mount -o remount,size=100\% /dev/shm.'\n");
 452   } else if (hugepagesize >= length) {
 453     prefer_hugepages = true;
 454     logprintf(3, "Log: Prefer using hugepace allocation.\n");
 455   } else {
 456     logprintf(3, "Log: Prefer plain malloc memory allocation.\n");
 457   }
 458
 459 #ifdef HAVE_SYS_SHM_H
 460   // Allocate hugepage mapped memory.
 461   if (prefer_hugepages) {
 462     do { // Allow break statement.
 463       int shmid;
 464       void *shmaddr;
 465
 466       if ((shmid = shmget(2, length,
 467               SHM_HUGETLB | IPC_CREAT | SHM_R | SHM_W)) < 0) {
 468         int err = errno;
 469         string errtxt = ErrorString(err);
 470         logprintf(3, "Log: failed to allocate shared hugepage "
 471                       "object - err %d (%s)\n",
 472                   err, errtxt.c_str());
 473         logprintf(3, "Log: sysctl -w vm.nr_hugepages=XXX allows hugepages.\n");
 474         break;
 475       }
 476
 477       shmaddr = shmat(shmid, NULL, NULL);
 478       if (shmaddr == reinterpret_cast<void*>(-1)) {
 479         int err = errno;
 480         string errtxt = ErrorString(err);
 481         logprintf(0, "Log: failed to attach shared "
 482                      "hugepage object - err %d (%s).\n",
 483                   err, errtxt.c_str());
 484         if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) < 0) {
 485           int err = errno;
 486           string errtxt = ErrorString(err);
 487           logprintf(0, "Log: failed to remove shared "
 488                        "hugepage object - err %d (%s).\n",
 489                     err, errtxt.c_str());
 490         }
 491         break;
 492       }
 493       use_hugepages_ = true;
 494       shmid_ = shmid;
 495       buf = shmaddr;
 496       logprintf(0, "Log: Using shared hugepage object 0x%x at %p.\n",
 497                 shmid, shmaddr);
 498     } while (0);
 499   }
 500
 501   if ((!use_hugepages_) && prefer_posix_shm) {
 502     do {
 503       int shm_object;
 504       void *shmaddr = NULL;
 505
 506       shm_object = shm_open("/stressapptest", O_CREAT | O_RDWR, S_IRWXU);
 507       if (shm_object < 0) {
 508         int err = errno;
 509         string errtxt = ErrorString(err);
 510         logprintf(3, "Log: failed to allocate shared "
 511                       "smallpage object - err %d (%s)\n",
 512                   err, errtxt.c_str());
 513         break;
 514       }
 515
 516       if (0 > ftruncate(shm_object, length)) {
 517         int err = errno;
 518         string errtxt = ErrorString(err);
 519         logprintf(3, "Log: failed to ftruncate shared "
 520                       "smallpage object - err %d (%s)\n",
 521                   err, errtxt.c_str());
 522         break;
 523       }
 524
 525       // 32 bit linux apps can only use ~1.4G of address space.
 526       // Use dynamic mapping for allocations larger than that.
 527       // Currently perf hit is ~10% for this.
 528       if (prefer_dynamic_mapping) {
 529         dynamic_mapped_shmem_ = true;
 530       } else {
 531         // Do a full mapping here otherwise.
 532         shmaddr = mmap64(NULL, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
 533                          MAP_SHARED | MAP_NORESERVE | MAP_LOCKED | MAP_POPULATE,
 534                          shm_object, NULL);
 535         if (shmaddr == reinterpret_cast<void*>(-1)) {
 536           int err = errno;
 537           string errtxt = ErrorString(err);
 538           logprintf(0, "Log: failed to map shared "
 539                        "smallpage object - err %d (%s).\n",
 540                     err, errtxt.c_str());
 541           break;
 542         }
 543       }
 544
 545       use_posix_shm_ = true;
 546       shmid_ = shm_object;
 547       buf = shmaddr;
 548       char location_message[256] = "";
 549       if (dynamic_mapped_shmem_) {
 550         sprintf(location_message, "mapped as needed");
 551       } else {
 552         sprintf(location_message, "at %p", shmaddr);
 553       }
 554       logprintf(0, "Log: Using posix shared memory object 0x%x %s.\n",
 555                 shm_object, location_message);
 556     } while (0);
 557     shm_unlink("/stressapptest");
 558   }
 559 #endif // HAVE_SYS_SHM_H
 560
 561   if (!use_hugepages_ && !use_posix_shm_) {
 562     // Use memalign to ensure that blocks are aligned enough for disk direct IO.
 563     buf = static_cast<char*>(memalign(4096, length));
 564     if (buf) {
 565       logprintf(0, "Log: Using memaligned allocation at %p.\n", buf);
 566     } else {
 567       logprintf(0, "Process Error: memalign returned 0\n");
 568       if ((length >= 1499LL * kMegabyte) && (address_mode_ == 32)) {
 569         logprintf(0, "Log: You are trying to allocate > 1.4G on a 32 "
 570                      "bit process. Please setup shared memory.\n");
 571       }
 572     }
 573   }
 574
 575   testmem_ = buf;
 576   if (buf || dynamic_mapped_shmem_) {
 577     testmemsize_ = length;
 578   } else {
 579     testmemsize_ = 0;
 580   }
 581
 582   return (buf != 0) || dynamic_mapped_shmem_;
 583 }
 584
 585 // Free the test memory.
 586 void OsLayer::FreeTestMem() {
 587   if (testmem_) {
 588     if (use_hugepages_) {
 589 #ifdef HAVE_SYS_SHM_H
 590       shmdt(testmem_);
 591       shmctl(shmid_, IPC_RMID, NULL);
 592 #endif
 593     } else if (use_posix_shm_) {
 594       if (!dynamic_mapped_shmem_) {
 595         munmap(testmem_, testmemsize_);
 596       }
 597       close(shmid_);
 598     } else {
 599       free(testmem_);
 600     }
 601     testmem_ = 0;
 602     testmemsize_ = 0;
 603   }
 604 }
 605
 606
 607 // Prepare the target memory. It may requre mapping in, or this may be a noop.
 608 void *OsLayer::PrepareTestMem(uint64 offset, uint64 length) {
 609   sat_assert((offset + length) <= testmemsize_);
 610   if (dynamic_mapped_shmem_) {
 611     // TODO(nsanders): Check if we can support MAP_NONBLOCK,
 612     // and evaluate performance hit from not using it.
 613 #ifdef HAVE_MMAP64
 614     void * mapping = mmap64(NULL, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
 615                      MAP_SHARED | MAP_NORESERVE | MAP_LOCKED | MAP_POPULATE,
 616                      shmid_, offset);
 617 #else
 618     void * mapping = mmap(NULL, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
 619                      MAP_SHARED | MAP_NORESERVE | MAP_LOCKED | MAP_POPULATE,
 620                      shmid_, offset);
 621 #endif
 622     if (mapping == MAP_FAILED) {
 623       string errtxt = ErrorString(errno);
 624       logprintf(0, "Process Error: PrepareTestMem mmap64(%llx, %llx) failed. "
 625                    "error: %s.\n",
 626                 offset, length, errtxt.c_str());
 627       sat_assert(0);
 628     }
 629     return mapping;
 630   }
 631
 632   return reinterpret_cast<void*>(reinterpret_cast<char*>(testmem_) + offset);
 633 }
 634
 635 // Release the test memory resources, if any.
 636 void OsLayer::ReleaseTestMem(void *addr, uint64 offset, uint64 length) {
 637   if (dynamic_mapped_shmem_) {
 638     int retval = munmap(addr, length);
 639     if (retval == -1) {
 640       string errtxt = ErrorString(errno);
 641       logprintf(0, "Process Error: ReleaseTestMem munmap(%p, %llx) failed. "
 642                    "error: %s.\n",
 643                 addr, length, errtxt.c_str());
 644       sat_assert(0);
 645     }
 646   }
 647 }
 648
 649 // No error polling on unknown systems.
 650 int OsLayer::ErrorPoll() {
 651   return 0;
 652 }
 653
 654 // Generally, poll for errors once per second.
 655 void OsLayer::ErrorWait() {
 656   sat_sleep(1);
 657   return;
 658 }
 659
 660 // Open a PCI bus-dev-func as a file and return its file descriptor.
 661 // Error is indicated by return value less than zero.
 662 int OsLayer::PciOpen(int bus, int device, int function) {
 663   char dev_file[256];
 664
 665   snprintf(dev_file, sizeof(dev_file), "/proc/bus/pci/%02x/%02x.%x",
 666            bus, device, function);
 667
 668   int fd = open(dev_file, O_RDWR);
 669   if (fd == -1) {
 670     logprintf(0, "Process Error: Unable to open PCI bus %d, device %d, "
 671                  "function %d (errno %d).\n",
 672               bus, device, function, errno);
 673     return -1;
 674   }
 675
 676   return fd;
 677 }
 678
 679
 680 // Read and write functions to access PCI config.
 681 uint32 OsLayer::PciRead(int fd, uint32 offset, int width) {
 682   // Strict aliasing rules lawyers will cause data corruption
 683   // on cast pointers in some gccs.
 684   union {
 685     uint32 l32;
 686     uint16 l16;
 687     uint8 l8;
 688   } datacast;
 689   datacast.l32 = 0;
 690   uint32 size = width / 8;
 691
 692   sat_assert((width == 32) || (width == 16) || (width == 8));
 693   sat_assert(offset <= (256 - size));
 694
 695   if (lseek(fd, offset, SEEK_SET) < 0) {
 696     logprintf(0, "Process Error: Can't seek %x\n", offset);
 697     return 0;
 698   }
 699   if (read(fd, &datacast, size) != static_cast<ssize_t>(size)) {
 700     logprintf(0, "Process Error: Can't read %x\n", offset);
 701     return 0;
 702   }
 703
 704   // Extract the data.
 705   switch (width) {
 706     case 8:
 707       sat_assert(&(datacast.l8) == reinterpret_cast<uint8*>(&datacast));
 708       return datacast.l8;
 709     case 16:
 710       sat_assert(&(datacast.l16) == reinterpret_cast<uint16*>(&datacast));
 711       return datacast.l16;
 712     case 32:
 713       return datacast.l32;
 714   }
 715   return 0;
 716 }
 717
 718 void OsLayer::PciWrite(int fd, uint32 offset, uint32 value, int width) {
 719   // Strict aliasing rules lawyers will cause data corruption
 720   // on cast pointers in some gccs.
 721   union {
 722     uint32 l32;
 723     uint16 l16;
 724     uint8 l8;
 725   } datacast;
 726   datacast.l32 = 0;
 727   uint32 size = width / 8;
 728
 729   sat_assert((width == 32) || (width == 16) || (width == 8));
 730   sat_assert(offset <= (256 - size));
 731
 732   // Cram the data into the right alignment.
 733   switch (width) {
 734     case 8:
 735       sat_assert(&(datacast.l8) == reinterpret_cast<uint8*>(&datacast));
 736       datacast.l8 = value;
 737     case 16:
 738       sat_assert(&(datacast.l16) == reinterpret_cast<uint16*>(&datacast));
 739       datacast.l16 = value;
 740     case 32:
 741       datacast.l32 = value;
 742   }
 743
 744   if (lseek(fd, offset, SEEK_SET) < 0) {
 745     logprintf(0, "Process Error: Can't seek %x\n", offset);
 746     return;
 747   }
 748   if (write(fd, &datacast, size) != static_cast<ssize_t>(size)) {
 749     logprintf(0, "Process Error: Can't write %x to %x\n", datacast.l32, offset);
 750     return;
 751   }
 752
 753   return;
 754 }
 755
 756
 757
 758 // Open dev msr.
 759 int OsLayer::OpenMSR(uint32 core, uint32 address) {
 760   char buf[256];
 761   snprintf(buf, sizeof(buf), "/dev/cpu/%d/msr", core);
 762   int fd = open(buf, O_RDWR);
 763   if (fd < 0)
 764     return fd;
 765
 766   uint32 pos = lseek(fd, address, SEEK_SET);
 767   if (pos != address) {
 768     close(fd);
 769     logprintf(5, "Log: can't seek to msr %x, cpu %d\n", address, core);
 770     return -1;
 771   }
 772
 773   return fd;
 774 }
 775
 776 bool OsLayer::ReadMSR(uint32 core, uint32 address, uint64 *data) {
 777   int fd = OpenMSR(core, address);
 778   if (fd < 0)
 779     return false;
 780
 781   // Read from the msr.
 782   bool res = (sizeof(*data) == read(fd, data, sizeof(*data)));
 783
 784   if (!res)
 785     logprintf(5, "Log: Failed to read msr %x core %d\n", address, core);
 786
 787   close(fd);
 788
 789   return res;
 790 }
 791
 792 bool OsLayer::WriteMSR(uint32 core, uint32 address, uint64 *data) {
 793   int fd = OpenMSR(core, address);
 794   if (fd < 0)
 795     return false;
 796
 797   // Write to the msr
 798   bool res = (sizeof(*data) == write(fd, data, sizeof(*data)));
 799
 800   if (!res)
 801     logprintf(5, "Log: Failed to write msr %x core %d\n", address, core);
 802
 803   close(fd);
 804
 805   return res;
 806 }
 807
 808 // Extract bits [n+len-1, n] from a 32 bit word.
 809 // so GetBitField(0x0f00, 8, 4) == 0xf.
 810 uint32 OsLayer::GetBitField(uint32 val, uint32 n, uint32 len) {
 811   return (val >> n) & ((1<<len) - 1);
 812 }
 813
 814 // Generic CPU stress workload that would work on any CPU/Platform.
 815 // Float-point array moving average calculation.
 816 bool OsLayer::CpuStressWorkload() {
 817   double float_arr[100];
 818   double sum = 0;
 819   unsigned int seed = 12345;
 820
 821   // Initialize array with random numbers.
 822   for (int i = 0; i < 100; i++) {
 823 #ifdef HAVE_RAND_R
 824     float_arr[i] = rand_r(&seed);
 825     if (rand_r(&seed) % 2)
 826       float_arr[i] *= -1.0;
 827 #else
 828     float_arr[i] = rand();
 829     if (rand() % 2)
 830       float_arr[i] *= -1.0;
 831 #endif
 832   }
 833
 834   // Calculate moving average.
 835   for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
 836     float_arr[i % 100] =
 837       (float_arr[i % 100] + float_arr[(i + 1) % 100] +
 838        float_arr[(i + 99) % 100]) / 3;
 839     sum += float_arr[i % 100];
 840   }
 841
 842   // Artificial printf so the loops do not get optimized away.
 843   if (sum == 0.0)
 844     logprintf(12, "Log: I'm Feeling Lucky!\n");
 845   return true;
 846 }
 847
 848 PCIDevices OsLayer::GetPCIDevices() {
 849   PCIDevices device_list;
 850   DIR *dir;
 851   struct dirent *buf = new struct dirent();
 852   struct dirent *entry;
 853   dir = opendir(kSysfsPath);
 854   if (!dir)
 855     logprintf(0, "Process Error: Cannot open %s", kSysfsPath);
 856   while (readdir_r(dir, buf, &entry) == 0 && entry) {
 857     PCIDevice *device;
 858     unsigned int dev, func;
 859     // ".", ".." or a special non-device perhaps.
 860     if (entry->d_name[0] == '.')
 861       continue;
 862
 863     device = new PCIDevice();
 864     if (sscanf(entry->d_name, "%04x:%02hx:%02x.%d",
 865                &device->domain, &device->bus, &dev, &func) < 4) {
 866       logprintf(0, "Process Error: Couldn't parse %s", entry->d_name);
 867       free(device);
 868       continue;
 869     }
 870     device->dev = dev;
 871     device->func = func;
 872     device->vendor_id = PCIGetValue(entry->d_name, "vendor");
 873     device->device_id = PCIGetValue(entry->d_name, "device");
 874     PCIGetResources(entry->d_name, device);
 875     device_list.insert(device_list.end(), device);
 876   }
 877   closedir(dir);
 878   delete buf;
 879   return device_list;
 880 }
 881
 882 int OsLayer::PCIGetValue(string name, string object) {
 883   int fd, len;
 884   char filename[256];
 885   char buf[256];
 886   snprintf(filename, sizeof(filename), "%s/%s/%s", kSysfsPath,
 887            name.c_str(), object.c_str());
 888   fd = open(filename, O_RDONLY);
 889   if (fd < 0)
 890     return 0;
 891   len = read(fd, buf, 256);
 892   close(fd);
 893   buf[len] = '\0';
 894   return strtol(buf, NULL, 0);  // NOLINT
 895 }
 896
 897 int OsLayer::PCIGetResources(string name, PCIDevice *device) {
 898   char filename[256];
 899   char buf[256];
 900   FILE *file;
 901   int64 start;
 902   int64 end;
 903   int64 size;
 904   int i;
 905   snprintf(filename, sizeof(filename), "%s/%s/%s", kSysfsPath,
 906            name.c_str(), "resource");
 907   file = fopen(filename, "r");
 908   if (!file) {
 909     logprintf(0, "Process Error: impossible to find resource file for %s",
 910               filename);
 911     return errno;
 912   }
 913   for (i = 0; i < 6; i++) {
 914     if (!fgets(buf, 256, file))
 915       break;
 916     sscanf(buf, "%llx %llx", &start, &end);  // NOLINT
 917     size = 0;
 918     if (start)
 919       size = end - start + 1;
 920     device->base_addr[i] = start;
 921     device->size[i] = size;
 922   }
 923   fclose(file);
 924   return 0;
 925 }