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 #define _GNU_SOURCE
   7 #include <errno.h>
   8 #include <fcntl.h>
   9 #include <stdbool.h>
  10 #include <stdio.h>
  11 #include <stdlib.h>
  12 #include <sys/mman.h>
  13 #include <sys/shm.h>
  14 #include <sys/stat.h>
  15 #include <sys/syscall.h>
  16 #include <unistd.h>
  17
  18 #include "../psxhw.h"
  19 #include "../psxmem.h"
  20 #include "../r3000a.h"
  21
  22 #include "mem.h"
  23
  24 #define ARRAY_SIZE(a) (sizeof(a) ? (sizeof(a) / sizeof((a)[0])) : 0)
  25
  26 #ifndef MAP_FIXED_NOREPLACE
  27 #define MAP_FIXED_NOREPLACE 0x100000
  28 #endif
  29
  30 #ifndef MFD_HUGETLB
  31 #define MFD_HUGETLB 0x0004
  32 #endif
  33
  34 void *code_buffer;
  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         }
  61
  62         return map;
  63 }
  64
  65 static int lightrec_mmap_ram(bool hugetlb)
  66 {
  67         unsigned int i, j;
  68         int err, memfd, flags = 0;
  69         uintptr_t base;
  70         void *map;
  71
  72         if (hugetlb)
  73                 flags |= MFD_HUGETLB;
  74
  75         memfd = syscall(SYS_memfd_create, "/lightrec_memfd",
  76                         flags);
  77         if (memfd < 0) {
  78                 err = -errno;
  79                 fprintf(stderr, "Failed to create memfd: %d\n", err);
  80                 return err;
  81         }
  82
  83         err = ftruncate(memfd, 0x200000);
  84         if (err < 0) {
  85                 err = -errno;
  86                 fprintf(stderr, "Could not trim memfd: %d\n", err);
  87                 goto err_close_memfd;
  88         }
  89
  90         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(supported_io_bases); i++) {
  91                 base = supported_io_bases[i];
  92
  93                 for (j = 0; j < 4; j++) {
  94                         map = mmap_huge((void *)(base + j * 0x200000),
  95                                         0x200000, PROT_READ | PROT_WRITE,
  96                                         MAP_SHARED | MAP_FIXED, memfd, 0);
  97                         if (map == MAP_FAILED)
  98                                 break;
  99                 }
 100
 101                 /* Impossible to map using this base */
 102                 if (j == 0)
 103                         continue;
 104
 105                 /* All mirrors mapped - we got a match! */
 106                 if (j == 4)
 107                         break;
 108
 109                 /* Only some mirrors mapped - clean the mess and try again */
 110                 for (; j > 0; j--)
 111                         munmap((void *)(base + (j - 1) * 0x200000), 0x200000);
 112         }
 113
 114         if (i == ARRAY_SIZE(supported_io_bases)) {
 115                 err = -EINVAL;
 116                 goto err_close_memfd;
 117         }
 118
 119         err = 0;
 120         psxM = (s8 *)base;
 121
 122 err_close_memfd:
 123         close(memfd);
 124         return err;
 125 }
 126
 127 int lightrec_init_mmap(void)
 128 {
 129         unsigned int i;
 130         uintptr_t base;
 131         void *map;
 132         int err = lightrec_mmap_ram(true);
 133         if (err) {
 134                 err = lightrec_mmap_ram(false);
 135                 if (err) {
 136                         fprintf(stderr, "Unable to mmap RAM and mirrors\n");
 137                         return err;
 138                 }
 139         }
 140
 141         base = (uintptr_t) psxM;
 142
 143         map = mmap((void *)(base + 0x1f000000), 0x10000,
 144                    PROT_READ | PROT_WRITE,
 145                    MAP_PRIVATE | MAP_FIXED_NOREPLACE | MAP_ANONYMOUS, 0, 0);
 146         if (map == MAP_FAILED) {
 147                 err = -EINVAL;
 148                 fprintf(stderr, "Unable to mmap parallel port\n");
 149                 goto err_unmap;
 150         }
 151
 152         psxP = (s8 *)map;
 153
 154         map = mmap_huge((void *)(base + 0x1fc00000), 0x200000,
 155                         PROT_READ | PROT_WRITE,
 156                         MAP_PRIVATE | MAP_FIXED_NOREPLACE | MAP_ANONYMOUS, 0, 0);
 157         if (map == MAP_FAILED) {
 158                 err = -EINVAL;
 159                 fprintf(stderr, "Unable to mmap BIOS\n");
 160                 goto err_unmap_parallel;
 161         }
 162
 163         psxR = (s8 *)map;
 164
 165         map = mmap((void *)(base + 0x1f800000), 0x10000,
 166                    PROT_READ | PROT_WRITE,
 167                    MAP_PRIVATE | MAP_FIXED_NOREPLACE | MAP_ANONYMOUS, 0, 0);
 168         if (map == MAP_FAILED) {
 169                 err = -EINVAL;
 170                 fprintf(stderr, "Unable to mmap scratchpad\n");
 171                 goto err_unmap_bios;
 172         }
 173
 174         psxH = (s8 *)map;
 175
 176         map = mmap_huge((void *)(base + 0x800000), CODE_BUFFER_SIZE,
 177                         PROT_EXEC | PROT_READ | PROT_WRITE,
 178                         MAP_PRIVATE | MAP_FIXED_NOREPLACE | MAP_ANONYMOUS,
 179                         0, 0);
 180         if (map == MAP_FAILED) {
 181                 err = -EINVAL;
 182                 fprintf(stderr, "Unable to mmap code buffer\n");
 183                 goto err_unmap_scratch;
 184         }
 185
 186         code_buffer = map;
 187
 188         return 0;
 189
 190 err_unmap_scratch:
 191         munmap(psxH, 0x10000);
 192 err_unmap_bios:
 193         munmap(psxR, 0x80000);
 194 err_unmap_parallel:
 195         munmap(psxP, 0x10000);
 196 err_unmap:
 197         for (i = 0; i < 4; i++)
 198                 munmap((void *)((uintptr_t)psxM + i * 0x200000), 0x200000);
 199         return err;
 200 }
 201
 202 void lightrec_free_mmap(void)
 203 {
 204         unsigned int i;
 205
 206         munmap(code_buffer, CODE_BUFFER_SIZE);
 207         munmap(psxH, 0x10000);
 208         munmap(psxR, 0x80000);
 209         munmap(psxP, 0x10000);
 210         for (i = 0; i < 4; i++)
 211                 munmap((void *)((uintptr_t)psxM + i * 0x200000), 0x200000);
 212 }