Quelle  compaction_test.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 *
 * A test for the patch "Allow compaction of unevictable pages".
 * With this patch we should be able to allocate at least 1/4
 * of RAM in huge pages. Without the patch much less is
 * allocated.
 */

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/resource.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

#include "../kselftest.h"

#define MAP_SIZE_MB 100
#define MAP_SIZE (MAP_SIZE_MB * 1024 * 1024)

struct map_list {
 void *map;
 struct map_list *next;
};

int read_memory_info(unsigned long *memfree, unsigned long *hugepagesize)
{
 char  buffer[256] = {0};
 char *cmd = "cat /proc/meminfo | grep -i memfree | grep -o '[0-9]*'";
 FILE *cmdfile = popen(cmd, "r");

 if (!(fgets(buffer, sizeof(buffer), cmdfile))) {
  ksft_print_msg("Failed to read meminfo: %s\n", strerror(errno));
  return -1;
 }

 pclose(cmdfile);

 *memfree = atoll(buffer);
 cmd = "cat /proc/meminfo | grep -i hugepagesize | grep -o '[0-9]*'";
 cmdfile = popen(cmd, "r");

 if (!(fgets(buffer, sizeof(buffer), cmdfile))) {
  ksft_print_msg("Failed to read meminfo: %s\n", strerror(errno));
  return -1;
 }

 pclose(cmdfile);
 *hugepagesize = atoll(buffer);

 return 0;
}

int prereq(void)
{
 char allowed;
 int fd;

 fd = open("/proc/sys/vm/compact_unevictable_allowed",
    O_RDONLY | O_NONBLOCK);
 if (fd < 0) {
  ksft_print_msg("Failed to open /proc/sys/vm/compact_unevictable_allowed: %s\n",
          strerror(errno));
  return -1;
 }

 if (read(fd, &allowed, sizeof(char)) != sizeof(char)) {
  ksft_print_msg("Failed to read from /proc/sys/vm/compact_unevictable_allowed: %s\n",
          strerror(errno));
  close(fd);
  return -1;
 }

 close(fd);
 if (allowed == '1')
  return 0;

 ksft_print_msg("Compaction isn't allowed\n");
 return -1;
}

int check_compaction(unsigned long mem_free, unsigned long hugepage_size,
       unsigned long initial_nr_hugepages)
{
 unsigned long nr_hugepages_ul;
 int fd, ret = -1;
 int compaction_index = 0;
 char nr_hugepages[20] = {0};
 char init_nr_hugepages[24] = {0};
 char target_nr_hugepages[24] = {0};
 int slen;

 snprintf(init_nr_hugepages, sizeof(init_nr_hugepages),
   "%lu", initial_nr_hugepages);

 /* We want to test with 80% of available memory. Else, OOM killer comes
   in to play */
 mem_free = mem_free * 0.8;

 fd = open("/proc/sys/vm/nr_hugepages", O_RDWR | O_NONBLOCK);
 if (fd < 0) {
  ksft_print_msg("Failed to open /proc/sys/vm/nr_hugepages: %s\n",
          strerror(errno));
  ret = -1;
  goto out;
 }

 /*
 * Request huge pages for about half of the free memory. The Kernel
 * will allocate as much as it can, and we expect it will get at least 1/3
 */
 nr_hugepages_ul = mem_free / hugepage_size / 2;
 snprintf(target_nr_hugepages, sizeof(target_nr_hugepages),
   "%lu", nr_hugepages_ul);

 slen = strlen(target_nr_hugepages);
 if (write(fd, target_nr_hugepages, slen) != slen) {
  ksft_print_msg("Failed to write %lu to /proc/sys/vm/nr_hugepages: %s\n",
          nr_hugepages_ul, strerror(errno));
  goto close_fd;
 }

 lseek(fd, 0, SEEK_SET);

 if (read(fd, nr_hugepages, sizeof(nr_hugepages)) <= 0) {
  ksft_print_msg("Failed to re-read from /proc/sys/vm/nr_hugepages: %s\n",
          strerror(errno));
  goto close_fd;
 }

 /* We should have been able to request at least 1/3 rd of the memory in
   huge pages */
 nr_hugepages_ul = strtoul(nr_hugepages, NULL, 10);
 if (!nr_hugepages_ul) {
  ksft_print_msg("ERROR: No memory is available as huge pages\n");
  goto close_fd;
 }
 compaction_index = mem_free/(nr_hugepages_ul * hugepage_size);

 lseek(fd, 0, SEEK_SET);

 if (write(fd, init_nr_hugepages, strlen(init_nr_hugepages))
     != strlen(init_nr_hugepages)) {
  ksft_print_msg("Failed to write value to /proc/sys/vm/nr_hugepages: %s\n",
          strerror(errno));
  goto close_fd;
 }

 ksft_print_msg("Number of huge pages allocated = %lu\n",
         nr_hugepages_ul);

 if (compaction_index > 3) {
  ksft_print_msg("ERROR: Less than 1/%d of memory is available\n"
          "as huge pages\n", compaction_index);
  goto close_fd;
 }

 ret = 0;

 close_fd:
 close(fd);
 out:
 ksft_test_result(ret == 0, "check_compaction\n");
 return ret;
}

int set_zero_hugepages(unsigned long *initial_nr_hugepages)
{
 int fd, ret = -1;
 char nr_hugepages[20] = {0};

 fd = open("/proc/sys/vm/nr_hugepages", O_RDWR | O_NONBLOCK);
 if (fd < 0) {
  ksft_print_msg("Failed to open /proc/sys/vm/nr_hugepages: %s\n",
          strerror(errno));
  goto out;
 }
 if (read(fd, nr_hugepages, sizeof(nr_hugepages)) <= 0) {
  ksft_print_msg("Failed to read from /proc/sys/vm/nr_hugepages: %s\n",
          strerror(errno));
  goto close_fd;
 }

 lseek(fd, 0, SEEK_SET);

 /* Start with the initial condition of 0 huge pages */
 if (write(fd, "0", sizeof(char)) != sizeof(char)) {
  ksft_print_msg("Failed to write 0 to /proc/sys/vm/nr_hugepages: %s\n",
          strerror(errno));
  goto close_fd;
 }

 *initial_nr_hugepages = strtoul(nr_hugepages, NULL, 10);
 ret = 0;

 close_fd:
 close(fd);

 out:
 return ret;
}

int main(int argc, char **argv)
{
 struct rlimit lim;
 struct map_list *list = NULL, *entry;
 size_t page_size, i;
 void *map = NULL;
 unsigned long mem_free = 0;
 unsigned long hugepage_size = 0;
 long mem_fragmentable_MB = 0;
 unsigned long initial_nr_hugepages;

 ksft_print_header();

 if (prereq() || geteuid())
  ksft_exit_skip("Prerequisites unsatisfied\n");

 ksft_set_plan(1);

 /* Start the test without hugepages reducing mem_free */
 if (set_zero_hugepages(&initial_nr_hugepages))
  ksft_exit_fail();

 lim.rlim_cur = RLIM_INFINITY;
 lim.rlim_max = RLIM_INFINITY;
 if (setrlimit(RLIMIT_MEMLOCK, &lim))
  ksft_exit_fail_msg("Failed to set rlimit: %s\n", strerror(errno));

 page_size = getpagesize();

 if (read_memory_info(&mem_free, &hugepage_size) != 0)
  ksft_exit_fail_msg("Failed to get meminfo\n");

 mem_fragmentable_MB = mem_free * 0.8 / 1024;

 while (mem_fragmentable_MB > 0) {
  map = mmap(NULL, MAP_SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE,
      MAP_ANONYMOUS | MAP_PRIVATE | MAP_LOCKED, -1, 0);
  if (map == MAP_FAILED)
   break;

  entry = malloc(sizeof(struct map_list));
  if (!entry) {
   munmap(map, MAP_SIZE);
   break;
  }
  entry->map = map;
  entry->next = list;
  list = entry;

  /* Write something (in this case the address of the map) to
 * ensure that KSM can't merge the mapped pages
 */
  for (i = 0; i < MAP_SIZE; i += page_size)
   *(unsigned long *)(map + i) = (unsigned long)map + i;

  mem_fragmentable_MB -= MAP_SIZE_MB;
 }

 for (entry = list; entry != NULL; entry = entry->next) {
  munmap(entry->map, MAP_SIZE);
  if (!entry->next)
   break;
  entry = entry->next;
 }

 if (check_compaction(mem_free, hugepage_size,
        initial_nr_hugepages) == 0)
  ksft_exit_pass();

 ksft_exit_fail();
}