]> git.proxmox.com Git - qemu-server.git/blobdiff - PVE/QemuServer/Memory.pm
memory: fix automatic num amapping
[qemu-server.git] / PVE / QemuServer / Memory.pm
index 2ecb78f155a3c7db8728506a8e9b79bba4ba504b..f25135a0995b8b25f7cb0ce4868f2b1633b4039e 100644 (file)
@@ -2,6 +2,605 @@ package PVE::QemuServer::Memory;
 
 use strict;
 use warnings;
+use PVE::QemuServer;
+use PVE::Tools qw(run_command lock_file lock_file_full file_read_firstline dir_glob_foreach);
+use PVE::Exception qw(raise raise_param_exc);
 
+my $MAX_NUMA = 8;
+my $MAX_MEM = 4194304;
+my $STATICMEM = 1024;
 
+sub get_numa_node_list {
+    my ($conf) = @_;
+    my @numa_map;
+    for (my $i = 0; $i < $MAX_NUMA; $i++) {
+       my $entry = $conf->{"numa$i"} or next;
+       my $numa = PVE::QemuServer::parse_numa($entry) or next;
+       push @numa_map, $i;
+    }
+    return @numa_map if @numa_map;
+    my $sockets = $conf->{sockets} || 1;
+    return (0..($sockets-1));
+}
+
+# only valid when numa nodes map to a single host node
+sub get_numa_guest_to_host_map {
+    my ($conf) = @_;
+    my $map = {};
+    for (my $i = 0; $i < $MAX_NUMA; $i++) {
+       my $entry = $conf->{"numa$i"} or next;
+       my $numa = PVE::QemuServer::parse_numa($entry) or next;
+       $map->{$i} = print_numa_hostnodes($numa->{hostnodes});
+    }
+    return $map if %$map;
+    my $sockets = $conf->{sockets} || 1;
+    return {map { $_ => $_ } (0..($sockets-1))};
+}
+
+sub foreach_dimm{
+    my ($conf, $vmid, $memory, $sockets, $func) = @_;
+
+    my $dimm_id = 0;
+    my $current_size = 0;
+    my $dimm_size = 0;
+
+    if($conf->{hugepages} && $conf->{hugepages} == 1024) {
+       $current_size = 1024 * $sockets;
+       $dimm_size = 1024;
+    } else {
+       $current_size = 1024;
+       $dimm_size = 512;
+    }
+
+    return if $current_size == $memory;
+
+    my @numa_map = get_numa_node_list($conf);
+
+    for (my $j = 0; $j < 8; $j++) {
+       for (my $i = 0; $i < 32; $i++) {
+           my $name = "dimm${dimm_id}";
+           $dimm_id++;
+           my $numanode = $numa_map[$i % @numa_map];
+           $current_size += $dimm_size;
+           &$func($conf, $vmid, $name, $dimm_size, $numanode, $current_size, $memory);
+           return  $current_size if $current_size >= $memory;
+       }
+       $dimm_size *= 2;
+    }
+}
+
+sub foreach_reverse_dimm {
+    my ($conf, $vmid, $memory, $sockets, $func) = @_;
+
+    my $dimm_id = 253;
+    my $current_size = 0;
+    my $dimm_size = 0;
+
+    if($conf->{hugepages} && $conf->{hugepages} == 1024) {
+       $current_size = 8355840;
+       $dimm_size = 131072;
+    } else {
+       $current_size = 4177920;
+       $dimm_size = 65536;
+    }
+
+    return if $current_size == $memory;
+
+    my @numa_map = get_numa_node_list($conf);
+
+    for (my $j = 0; $j < 8; $j++) {
+       for (my $i = 0; $i < 32; $i++) {
+           my $name = "dimm${dimm_id}";
+           $dimm_id--;
+           my $numanode = $numa_map[(31-$i) % @numa_map];
+           $current_size -= $dimm_size;
+           &$func($conf, $vmid, $name, $dimm_size, $numanode, $current_size, $memory);
+           return  $current_size if $current_size <= $memory;
+       }
+       $dimm_size /= 2;
+    }
+}
+
+sub qemu_memory_hotplug {
+    my ($vmid, $conf, $defaults, $opt, $value) = @_;
+
+    return $value if !PVE::QemuServer::check_running($vmid);
+
+    my $sockets = 1;
+    $sockets = $conf->{sockets} if $conf->{sockets};
+
+    my $memory = $conf->{memory} || $defaults->{memory};
+    $value = $defaults->{memory} if !$value;
+    return $value if $value == $memory;
+
+    my $static_memory = $STATICMEM;
+    $static_memory = $static_memory * $sockets if ($conf->{hugepages} && $conf->{hugepages} == 1024);
+
+    die "memory can't be lower than $static_memory MB" if $value < $static_memory;
+    die "you cannot add more memory than $MAX_MEM MB!\n" if $memory > $MAX_MEM;
+
+    if($value > $memory) {
+
+       my $numa_hostmap = get_numa_guest_to_host_map($conf) if $conf->{hugepages};
+
+       foreach_dimm($conf, $vmid, $value, $sockets, sub {
+           my ($conf, $vmid, $name, $dimm_size, $numanode, $current_size, $memory) = @_;
+
+               return if $current_size <= $conf->{memory};
+
+               if ($conf->{hugepages}) {
+
+                   my $hugepages_size = hugepages_size($conf, $dimm_size);
+                   my $path = hugepages_mount_path($hugepages_size);
+                   my $host_numanode = $numa_hostmap->{$numanode};
+                   my $hugepages_topology->{$hugepages_size}->{$host_numanode} = hugepages_nr($dimm_size, $hugepages_size);
+
+                   my $code = sub {
+                       my $hugepages_host_topology = hugepages_host_topology();
+                       hugepages_allocate($hugepages_topology, $hugepages_host_topology);
+
+                       eval { PVE::QemuServer::vm_mon_cmd($vmid, "object-add", 'qom-type' => "memory-backend-file", id => "mem-$name", props => {
+                                            size => int($dimm_size*1024*1024), 'mem-path' => $path, share => JSON::true, prealloc => JSON::true } ); };
+                       if (my $err = $@) {
+                           hugepages_reset($hugepages_host_topology);
+                           die $err;
+                       }
+
+                       hugepages_pre_deallocate($hugepages_topology);
+                   };
+                   eval { hugepages_update_locked($code); };
+
+               } else {
+                   eval { PVE::QemuServer::vm_mon_cmd($vmid, "object-add", 'qom-type' => "memory-backend-ram", id => "mem-$name", props => { size => int($dimm_size*1024*1024) } ) };
+               }
+
+               if (my $err = $@) {
+                   eval { PVE::QemuServer::qemu_objectdel($vmid, "mem-$name"); };
+                   die $err;
+               }
+
+               eval { PVE::QemuServer::vm_mon_cmd($vmid, "device_add", driver => "pc-dimm", id => "$name", memdev => "mem-$name", node => $numanode) };
+               if (my $err = $@) {
+                   eval { PVE::QemuServer::qemu_objectdel($vmid, "mem-$name"); };
+                   die $err;
+               }
+               #update conf after each succesful module hotplug
+               $conf->{memory} = $current_size;
+               PVE::QemuConfig->write_config($vmid, $conf);
+       });
+
+    } else {
+
+       foreach_reverse_dimm($conf, $vmid, $value, $sockets, sub {
+           my ($conf, $vmid, $name, $dimm_size, $numanode, $current_size, $memory) = @_;
+
+               return if $current_size >= $conf->{memory};
+               print "try to unplug memory dimm $name\n";
+
+               my $retry = 0;
+               while (1) {
+                   eval { PVE::QemuServer::qemu_devicedel($vmid, $name) };
+                   sleep 3;
+                   my $dimm_list = qemu_dimm_list($vmid);
+                   last if !$dimm_list->{$name};
+                   raise_param_exc({ $name => "error unplug memory module" }) if $retry > 5;
+                   $retry++;
+               }
+
+               #update conf after each succesful module unplug
+               $conf->{memory} = $current_size;
+
+               eval { PVE::QemuServer::qemu_objectdel($vmid, "mem-$name"); };
+               PVE::QemuConfig->write_config($vmid, $conf);
+       });
+    }
+}
+
+sub qemu_dimm_list {
+    my ($vmid) = @_;
+
+    my $dimmarray = PVE::QemuServer::vm_mon_cmd_nocheck($vmid, "query-memory-devices");
+    my $dimms = {};
+
+    foreach my $dimm (@$dimmarray) {
+
+        $dimms->{$dimm->{data}->{id}}->{id} = $dimm->{data}->{id};
+        $dimms->{$dimm->{data}->{id}}->{node} = $dimm->{data}->{node};
+        $dimms->{$dimm->{data}->{id}}->{addr} = $dimm->{data}->{addr};
+        $dimms->{$dimm->{data}->{id}}->{size} = $dimm->{data}->{size};
+        $dimms->{$dimm->{data}->{id}}->{slot} = $dimm->{data}->{slot};
+    }
+    return $dimms;
+}
+
+sub config {
+    my ($conf, $vmid, $sockets, $cores, $defaults, $hotplug_features, $cmd) = @_;
+    
+    my $memory = $conf->{memory} || $defaults->{memory};
+    my $static_memory = 0;
+
+    if ($hotplug_features->{memory}) {
+       die "NUMA needs to be enabled for memory hotplug\n" if !$conf->{numa};
+       die "Total memory is bigger than ${MAX_MEM}MB\n" if $memory > $MAX_MEM;
+       my $sockets = 1;
+       $sockets = $conf->{sockets} if $conf->{sockets};
+
+       $static_memory = $STATICMEM;
+       $static_memory = $static_memory * $sockets if ($conf->{hugepages} && $conf->{hugepages} == 1024);
+
+       die "minimum memory must be ${static_memory}MB\n" if($memory < $static_memory);
+       push @$cmd, '-m', "size=${static_memory},slots=255,maxmem=${MAX_MEM}M";
+
+    } else {
+
+       $static_memory = $memory;
+       push @$cmd, '-m', $static_memory;
+    }
+
+    die "numa needs to be enabled to use hugepages" if $conf->{hugepages} && !$conf->{numa};
+
+    if ($conf->{numa}) {
+
+       my $numa_totalmemory = undef;
+       for (my $i = 0; $i < $MAX_NUMA; $i++) {
+           next if !$conf->{"numa$i"};
+           my $numa = PVE::QemuServer::parse_numa($conf->{"numa$i"});
+           next if !$numa;
+           # memory
+           die "missing NUMA node$i memory value\n" if !$numa->{memory};
+           my $numa_memory = $numa->{memory};
+           $numa_totalmemory += $numa_memory;
+
+           my $mem_object = print_mem_object($conf, "ram-node$i", $numa_memory);
+
+           # cpus
+           my $cpulists = $numa->{cpus};
+           die "missing NUMA node$i cpus\n" if !defined($cpulists);
+           my $cpus = join(',cpus=', map {
+               my ($start, $end) = @$_;
+               defined($end) ? "$start-$end" : $start
+           } @$cpulists);
+
+           # hostnodes
+           my $hostnodelists = $numa->{hostnodes};
+           if (defined($hostnodelists)) {
+
+               my $hostnodes = print_numa_hostnodes($hostnodelists);
+
+               # policy
+               my $policy = $numa->{policy};
+               die "you need to define a policy for hostnode $hostnodes\n" if !$policy;
+               $mem_object .= ",host-nodes=$hostnodes,policy=$policy";
+           } else {
+               die "numa hostnodes need to be defined to use hugepages" if $conf->{hugepages};
+           }
+
+           push @$cmd, '-object', $mem_object;
+           push @$cmd, '-numa', "node,nodeid=$i,cpus=$cpus,memdev=ram-node$i";
+       }
+
+       die "total memory for NUMA nodes must be equal to vm static memory\n"
+           if $numa_totalmemory && $numa_totalmemory != $static_memory;
+
+       #if no custom tology, we split memory and cores across numa nodes
+       if(!$numa_totalmemory) {
+
+           my $numa_memory = ($static_memory / $sockets);
+
+           for (my $i = 0; $i < $sockets; $i++)  {
+               die "host NUMA node$i doesn't exist\n" if ! -d "/sys/devices/system/node/node$i/" && $conf->{hugepages};
+
+               my $cpustart = ($cores * $i);
+               my $cpuend = ($cpustart + $cores - 1) if $cores && $cores > 1;
+               my $cpus = $cpustart;
+               $cpus .= "-$cpuend" if $cpuend;
+
+               my $mem_object = print_mem_object($conf, "ram-node$i", $numa_memory);
+
+               push @$cmd, '-object', $mem_object;
+               push @$cmd, '-numa', "node,nodeid=$i,cpus=$cpus,memdev=ram-node$i";
+           }
+       }
+    }
+
+    if ($hotplug_features->{memory}) {
+       foreach_dimm($conf, $vmid, $memory, $sockets, sub {
+           my ($conf, $vmid, $name, $dimm_size, $numanode, $current_size, $memory) = @_;
+
+           my $mem_object = print_mem_object($conf, "mem-$name", $dimm_size);
+
+           push @$cmd, "-object" , $mem_object;
+           push @$cmd, "-device", "pc-dimm,id=$name,memdev=mem-$name,node=$numanode";
+
+           #if dimm_memory is not aligned to dimm map
+           if($current_size > $memory) {
+                $conf->{memory} = $current_size;
+                PVE::QemuConfig->write_config($vmid, $conf);
+           }
+       });
+    }
+}
+
+sub print_mem_object {
+    my ($conf, $id, $size) = @_;
+
+    if ($conf->{hugepages}) {
+
+       my $hugepages_size = hugepages_size($conf, $size);
+       my $path = hugepages_mount_path($hugepages_size);
+
+       return "memory-backend-file,id=$id,size=${size}M,mem-path=$path,share=on,prealloc=yes";
+    } else {
+       return "memory-backend-ram,id=$id,size=${size}M";
+    }
+
+}
+
+sub print_numa_hostnodes {
+    my ($hostnodelists) = @_;
+
+    my $hostnodes;
+    foreach my $hostnoderange (@$hostnodelists) {
+       my ($start, $end) = @$hostnoderange;
+       $hostnodes .= ',' if $hostnodes;
+       $hostnodes .= $start;
+       $hostnodes .= "-$end" if defined($end);
+       $end //= $start;
+       for (my $i = $start; $i <= $end; ++$i ) {
+           die "host NUMA node$i doesn't exist\n" if ! -d "/sys/devices/system/node/node$i/";
+       }
+    }
+    return $hostnodes;
+}
+
+sub hugepages_mount {
+
+   my $mountdata = PVE::ProcFSTools::parse_proc_mounts();
+
+   foreach my $size (qw(2048 1048576)) {
+       return if (! -d "/sys/kernel/mm/hugepages/hugepages-${size}kB");
+
+       my $path = "/run/hugepages/kvm/${size}kB";
+
+       my $found = grep {
+           $_->[2] =~ /^hugetlbfs/ &&
+           $_->[1] eq $path
+       } @$mountdata;
+
+       if (!$found) {
+
+           File::Path::make_path($path) if (!-d $path);
+           my $cmd = ['/bin/mount', '-t', 'hugetlbfs', '-o', "pagesize=${size}k", 'hugetlbfs', $path];
+           run_command($cmd, errmsg => "hugepage mount error");
+       }
+   }
+}
+
+sub hugepages_mount_path {
+   my ($size) = @_;
+
+   $size = $size * 1024;
+   return "/run/hugepages/kvm/${size}kB";
+
+}
+
+sub hugepages_nr {
+  my ($size, $hugepages_size) = @_;
+
+  return $size / $hugepages_size;
+}
+
+sub hugepages_size {
+   my ($conf, $size) = @_;
+
+   die "hugepages option is not enabled" if !$conf->{hugepages};
+
+   if ($conf->{hugepages} eq 'any') {
+
+       #try to use 1GB if available && memory size is matching
+       if (-d "/sys/kernel/mm/hugepages/hugepages-1048576kB" && ($size % 1024 == 0)) {
+           return 1024;
+       } else {
+           return 2;
+       }
+
+   } else {
+
+       my $hugepagesize = $conf->{hugepages} * 1024 . "kB";
+
+       if (! -d "/sys/kernel/mm/hugepages/hugepages-$hugepagesize") {
+               die "your system doesn't support hugepages of $hugepagesize";
+       }
+       die "Memory size $size is not a multiple of the requested hugepages size $hugepagesize" if ($size % $conf->{hugepages}) != 0;
+       return $conf->{hugepages};
+   }
+
+}
+
+sub hugepages_topology {
+    my ($conf) = @_;
+
+    my $hugepages_topology = {};
+
+    return if !$conf->{numa};
+
+    my $defaults = PVE::QemuServer::load_defaults();
+    my $memory = $conf->{memory} || $defaults->{memory};
+    my $static_memory = 0;
+    my $sockets = 1;
+    $sockets = $conf->{smp} if $conf->{smp}; # old style - no longer iused
+    $sockets = $conf->{sockets} if $conf->{sockets};
+    my $numa_custom_topology = undef;
+    my $hotplug_features = PVE::QemuServer::parse_hotplug_features(defined($conf->{hotplug}) ? $conf->{hotplug} : '1');
+
+    if ($hotplug_features->{memory}) {
+       $static_memory = $STATICMEM;
+       $static_memory = $static_memory * $sockets if ($conf->{hugepages} && $conf->{hugepages} == 1024);
+    } else {
+       $static_memory = $memory;
+    }
+
+    #custom numa topology
+    for (my $i = 0; $i < $MAX_NUMA; $i++) {
+       next if !$conf->{"numa$i"};
+       my $numa = PVE::QemuServer::parse_numa($conf->{"numa$i"});
+       next if !$numa;
+
+       $numa_custom_topology = 1;
+       my $numa_memory = $numa->{memory};
+       my $hostnodelists = $numa->{hostnodes};
+       my $hostnodes = print_numa_hostnodes($hostnodelists);
+
+        die "more than 1 hostnode value in numa node is not supported when hugepages are enabled" if $hostnodes !~ m/^(\d)$/;
+        my $hugepages_size = hugepages_size($conf, $numa_memory);
+        $hugepages_topology->{$hugepages_size}->{$hostnodes} += hugepages_nr($numa_memory, $hugepages_size);
+
+    }
+
+    #if no custom numa tology, we split memory and cores across numa nodes
+    if(!$numa_custom_topology) {
+
+       my $numa_memory = ($static_memory / $sockets);
+
+       for (my $i = 0; $i < $sockets; $i++)  {
+
+           my $hugepages_size = hugepages_size($conf, $numa_memory);
+           $hugepages_topology->{$hugepages_size}->{$i} += hugepages_nr($numa_memory, $hugepages_size);
+       }
+    }
+
+    if ($hotplug_features->{memory}) {
+       my $numa_hostmap = get_numa_guest_to_host_map($conf);
+
+       foreach_dimm($conf, undef, $memory, $sockets, sub {
+           my ($conf, undef, $name, $dimm_size, $numanode, $current_size, $memory) = @_;
+
+           $numanode = $numa_hostmap->{$numanode};
+
+           my $hugepages_size = hugepages_size($conf, $dimm_size);
+           $hugepages_topology->{$hugepages_size}->{$numanode} += hugepages_nr($dimm_size, $hugepages_size);
+       });
+    }
+
+    return $hugepages_topology;
+}
+
+sub hugepages_host_topology {
+
+    #read host hugepages
+    my $hugepages_host_topology = {};
+
+    dir_glob_foreach("/sys/devices/system/node/", 'node(\d+)', sub {
+       my ($nodepath, $numanode) = @_;
+
+       dir_glob_foreach("/sys/devices/system/node/$nodepath/hugepages/", 'hugepages\-(\d+)kB', sub {
+           my ($hugepages_path, $hugepages_size) = @_;
+
+           $hugepages_size = $hugepages_size / 1024;
+           my $hugepages_nr = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/devices/system/node/$nodepath/hugepages/$hugepages_path/nr_hugepages");
+           $hugepages_host_topology->{$hugepages_size}->{$numanode} = $hugepages_nr;
+        });
+    });
+
+    return $hugepages_host_topology;
+}
+
+sub hugepages_allocate {
+    my ($hugepages_topology, $hugepages_host_topology) = @_;
+
+    #allocate new hupages if needed
+    foreach my $size (sort keys %$hugepages_topology) {
+
+       my $nodes = $hugepages_topology->{$size};
+
+       foreach my $numanode (keys %$nodes) {
+
+           my $hugepages_size = $size * 1024;
+           my $hugepages_requested = $hugepages_topology->{$size}->{$numanode};
+           my $path = "/sys/devices/system/node/node${numanode}/hugepages/hugepages-${hugepages_size}kB/";
+           my $hugepages_free = PVE::Tools::file_read_firstline($path."free_hugepages");
+           my $hugepages_nr = PVE::Tools::file_read_firstline($path."nr_hugepages");
+
+           if ($hugepages_requested > $hugepages_free) {
+               my $hugepages_needed = $hugepages_requested - $hugepages_free;
+               PVE::ProcFSTools::write_proc_entry($path."nr_hugepages", $hugepages_nr + $hugepages_needed);
+               #verify that is correctly allocated
+               $hugepages_free = PVE::Tools::file_read_firstline($path."free_hugepages");
+               if ($hugepages_free < $hugepages_requested) {
+                   #rollback to initial host config
+                   hugepages_reset($hugepages_host_topology);
+                   die "hugepage allocation failed";
+               }
+           }
+
+       }
+    }
+
+}
+
+sub hugepages_default_nr_hugepages {
+    my ($size) = @_;
+
+    my $cmdline = PVE::Tools::file_read_firstline("/proc/cmdline");
+    my $args = PVE::Tools::split_args($cmdline);
+
+    my $parsed_size = 2; # default is 2M
+
+    foreach my $arg (@$args) {
+       if ($arg eq "hugepagesz=2M") {
+           $parsed_size = 2;
+       } elsif ($arg eq "hugepagesz=1G") {
+           $parsed_size = 1024;
+       } elsif ($arg =~ m/^hugepages=(\d+)?$/) {
+           if ($parsed_size == $size) {
+               return $1;
+           }
+       }
+    }
+
+    return 0;
+}
+
+sub hugepages_pre_deallocate {
+    my ($hugepages_topology) = @_;
+
+    foreach my $size (sort keys %$hugepages_topology) {
+
+       my $hugepages_size = $size * 1024;
+       my $path = "/sys/kernel/mm/hugepages/hugepages-${hugepages_size}kB/";
+       my $hugepages_nr = hugepages_default_nr_hugepages($size);
+       PVE::ProcFSTools::write_proc_entry($path."nr_hugepages", $hugepages_nr);
+    }
+}
+
+sub hugepages_reset {
+    my ($hugepages_topology) = @_;
+
+    foreach my $size (sort keys %$hugepages_topology) {
+
+       my $nodes = $hugepages_topology->{$size};
+       foreach my $numanode (keys %$nodes) {
+
+           my $hugepages_nr = $hugepages_topology->{$size}->{$numanode};
+           my $hugepages_size = $size * 1024;
+           my $path = "/sys/devices/system/node/node${numanode}/hugepages/hugepages-${hugepages_size}kB/";
+
+           PVE::ProcFSTools::write_proc_entry($path."nr_hugepages", $hugepages_nr);
+       }
+    }
+}
+
+sub hugepages_update_locked {
+    my ($code, @param) = @_;
+
+    my $timeout = 60; #could be long if a lot of hugepages need to be alocated
+
+    my $lock_filename = "/var/lock/hugepages.lck";
+
+    my $res = lock_file($lock_filename, $timeout, $code, @param);
+    die $@ if $@;
+
+    return $res;
+}
+1;