libpcsxcore/lightrec/mem.c

   1 // SPDX-License-Identifier: LGPL-2.1-or-later
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2022 Paul Cercueil <paul@crapouillou.net>
   4  */
   5
   6 #ifndef _GNU_SOURCE
   7 #define _GNU_SOURCE
   8 #endif
   9 #include <errno.h>
  10 #include <fcntl.h>
  11 #include <stdbool.h>
  12 #include <stdio.h>
  13 #include <stdlib.h>
  14 #include <sys/mman.h>
  15 #include <sys/shm.h>
  16 #include <sys/stat.h>
  17 #include <sys/syscall.h>
  18 #include <unistd.h>
  19
  20 #include "../psxhw.h"
  21 #include "../psxmem.h"
  22 #include "../r3000a.h"
  23
  24 #include "mem.h"
  25
  26 #define ARRAY_SIZE(a) (sizeof(a) ? (sizeof(a) / sizeof((a)[0])) : 0)
  27
  28 #ifndef MAP_FIXED_NOREPLACE
  29 #define MAP_FIXED_NOREPLACE 0x100000
  30 #endif
  31
  32 #ifndef MFD_HUGETLB
  33 #define MFD_HUGETLB 0x0004
  34 #endif
  35
  36 static const uintptr_t supported_io_bases[] = {
  37         0x0,
  38         0x10000000,
  39         0x40000000,
  40         0x80000000,
  41 };
  42
  43 static void * mmap_huge(void *addr, size_t length, int prot, int flags,
  44                         int fd, off_t offset)
  45 {
  46         void *map = MAP_FAILED;
  47
  48         if (length >= 0x200000) {
  49                 map = mmap(addr, length, prot,
  50                            flags | MAP_HUGETLB | (21 << MAP_HUGE_SHIFT),
  51                            fd, offset);
  52                 if (map != MAP_FAILED)
  53                         printf("Hugetlb mmap to address 0x%lx succeeded\n", (uintptr_t) addr);
  54         }
  55
  56         if (map == MAP_FAILED) {
  57                 map = mmap(addr, length, prot, flags, fd, offset);
  58                 if (map != MAP_FAILED) {
  59                         printf("Regular mmap to address 0x%lx succeeded\n", (uintptr_t) addr);
  60 #ifdef MADV_HUGEPAGE
  61                         madvise(map, length, MADV_HUGEPAGE);
  62 #endif
  63                 }
  64         }
  65
  66         return map;
  67 }
  68
  69 static int lightrec_mmap_ram(bool hugetlb)
  70 {
  71         unsigned int i, j;
  72         int err, memfd, flags = 0;
  73         uintptr_t base;
  74         void *map;
  75
  76         if (hugetlb)
  77                 flags |= MFD_HUGETLB;
  78
  79         memfd = syscall(SYS_memfd_create, "/lightrec_memfd",
  80                         flags);
  81         if (memfd < 0) {
  82                 err = -errno;
  83                 fprintf(stderr, "Failed to create memfd: %d\n", err);
  84                 return err;
  85         }
  86
  87         err = ftruncate(memfd, 0x200000);
  88         if (err < 0) {
  89                 err = -errno;
  90                 fprintf(stderr, "Could not trim memfd: %d\n", err);
  91                 goto err_close_memfd;
  92         }
  93
  94         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(supported_io_bases); i++) {
  95                 base = supported_io_bases[i];
  96
  97                 for (j = 0; j < 4; j++) {
  98                         map = mmap_huge((void *)(base + j * 0x200000),
  99                                         0x200000, PROT_READ | PROT_WRITE,
 100                                         MAP_SHARED | MAP_FIXED_NOREPLACE, memfd, 0);
 101                         if (map == MAP_FAILED)
 102                                 break;
 103                 }
 104
 105                 /* Impossible to map using this base */
 106                 if (j == 0)
 107                         continue;
 108
 109                 /* All mirrors mapped - we got a match! */
 110                 if (j == 4)
 111                         break;
 112
 113                 /* Only some mirrors mapped - clean the mess and try again */
 114                 for (; j > 0; j--)
 115                         munmap((void *)(base + (j - 1) * 0x200000), 0x200000);
 116         }
 117
 118         if (i == ARRAY_SIZE(supported_io_bases)) {
 119                 err = -EINVAL;
 120                 goto err_close_memfd;
 121         }
 122
 123         err = 0;
 124         psxM = (s8 *)base;
 125
 126 err_close_memfd:
 127         close(memfd);
 128         return err;
 129 }
 130
 131 int lightrec_init_mmap(void)
 132 {
 133         unsigned int i;
 134         uintptr_t base;
 135         void *map;
 136         int err = lightrec_mmap_ram(true);
 137         if (err) {
 138                 err = lightrec_mmap_ram(false);
 139                 if (err) {
 140                         fprintf(stderr, "Unable to mmap RAM and mirrors\n");
 141                         return err;
 142                 }
 143         }
 144
 145         base = (uintptr_t) psxM;
 146
 147         map = mmap((void *)(base + 0x1f000000), 0x10000,
 148                    PROT_READ | PROT_WRITE,
 149                    MAP_PRIVATE | MAP_FIXED_NOREPLACE | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
 150         if (map == MAP_FAILED) {
 151                 err = -EINVAL;
 152                 fprintf(stderr, "Unable to mmap parallel port\n");
 153                 goto err_unmap;
 154         }
 155
 156         psxP = (s8 *)map;
 157
 158         map = mmap_huge((void *)(base + 0x1fc00000), 0x200000,
 159                         PROT_READ | PROT_WRITE,
 160                         MAP_PRIVATE | MAP_FIXED_NOREPLACE | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
 161         if (map == MAP_FAILED) {
 162                 err = -EINVAL;
 163                 fprintf(stderr, "Unable to mmap BIOS\n");
 164                 goto err_unmap_parallel;
 165         }
 166
 167         psxR = (s8 *)map;
 168
 169         map = mmap((void *)(base + 0x1f800000), 0x10000,
 170                    PROT_READ | PROT_WRITE,
 171                    MAP_PRIVATE | MAP_FIXED_NOREPLACE | MAP_ANONYMOUS, 0, 0);
 172         if (map == MAP_FAILED) {
 173                 err = -EINVAL;
 174                 fprintf(stderr, "Unable to mmap scratchpad\n");
 175                 goto err_unmap_bios;
 176         }
 177
 178         psxH = (s8 *)map;
 179
 180         map = mmap_huge((void *)(base + 0x800000), CODE_BUFFER_SIZE,
 181                         PROT_EXEC | PROT_READ | PROT_WRITE,
 182                         MAP_PRIVATE | MAP_FIXED_NOREPLACE | MAP_ANONYMOUS,
 183                         -1, 0);
 184         if (map == MAP_FAILED) {
 185                 err = -EINVAL;
 186                 fprintf(stderr, "Unable to mmap code buffer\n");
 187                 goto err_unmap_scratch;
 188         }
 189
 190         code_buffer = map;
 191
 192         return 0;
 193
 194 err_unmap_scratch:
 195         munmap(psxH, 0x10000);
 196 err_unmap_bios:
 197         munmap(psxR, 0x200000);
 198 err_unmap_parallel:
 199         munmap(psxP, 0x10000);
 200 err_unmap:
 201         for (i = 0; i < 4; i++)
 202                 munmap((void *)((uintptr_t)psxM + i * 0x200000), 0x200000);
 203         return err;
 204 }
 205
 206 void lightrec_free_mmap(void)
 207 {
 208         unsigned int i;
 209
 210         munmap(code_buffer, CODE_BUFFER_SIZE);
 211         munmap(psxH, 0x10000);
 212         munmap(psxR, 0x200000);
 213         munmap(psxP, 0x10000);
 214         for (i = 0; i < 4; i++)
 215                 munmap((void *)((uintptr_t)psxM + i * 0x200000), 0x200000);
 216 }