engines/io_uring.c

   1 /*
   2  * io_uring engine
   3  *
   4  * IO engine using the new native Linux aio io_uring interface. See:
   5  *
   6  * http://git.kernel.dk/cgit/linux-block/log/?h=io_uring
   7  *
   8  */
   9 #include <stdlib.h>
  10 #include <unistd.h>
  11 #include <errno.h>
  12 #include <sys/time.h>
  13 #include <sys/resource.h>
  14
  15 #include "../fio.h"
  16 #include "../lib/pow2.h"
  17 #include "../optgroup.h"
  18 #include "../lib/memalign.h"
  19 #include "../lib/fls.h"
  20 #include "../lib/roundup.h"
  21
  22 #ifdef ARCH_HAVE_IOURING
  23
  24 #include "../lib/types.h"
  25 #include "../os/linux/io_uring.h"
  26 #include "cmdprio.h"
  27 #include "zbd.h"
  28 #include "nvme.h"
  29
  30 #include <sys/stat.h>
  31
  32 enum uring_cmd_type {
  33         FIO_URING_CMD_NVME = 1,
  34 };
  35
  36 struct io_sq_ring {
  37         unsigned *head;
  38         unsigned *tail;
  39         unsigned *ring_mask;
  40         unsigned *ring_entries;
  41         unsigned *flags;
  42         unsigned *array;
  43 };
  44
  45 struct io_cq_ring {
  46         unsigned *head;
  47         unsigned *tail;
  48         unsigned *ring_mask;
  49         unsigned *ring_entries;
  50         struct io_uring_cqe *cqes;
  51 };
  52
  53 struct ioring_mmap {
  54         void *ptr;
  55         size_t len;
  56 };
  57
  58 struct ioring_data {
  59         int ring_fd;
  60
  61         struct io_u **io_u_index;
  62         char *md_buf;
  63
  64         int *fds;
  65
  66         struct io_sq_ring sq_ring;
  67         struct io_uring_sqe *sqes;
  68         struct iovec *iovecs;
  69         unsigned sq_ring_mask;
  70
  71         struct io_cq_ring cq_ring;
  72         unsigned cq_ring_mask;
  73
  74         int queued;
  75         int cq_ring_off;
  76         unsigned iodepth;
  77         int prepped;
  78
  79         struct ioring_mmap mmap[3];
  80
  81         struct cmdprio cmdprio;
  82
  83         struct nvme_dsm_range *dsm;
  84 };
  85
  86 struct ioring_options {
  87         struct thread_data *td;
  88         unsigned int hipri;
  89         struct cmdprio_options cmdprio_options;
  90         unsigned int fixedbufs;
  91         unsigned int registerfiles;
  92         unsigned int sqpoll_thread;
  93         unsigned int sqpoll_set;
  94         unsigned int sqpoll_cpu;
  95         unsigned int nonvectored;
  96         unsigned int uncached;
  97         unsigned int nowait;
  98         unsigned int force_async;
  99         unsigned int md_per_io_size;
 100         unsigned int pi_act;
 101         unsigned int apptag;
 102         unsigned int apptag_mask;
 103         unsigned int prchk;
 104         char *pi_chk;
 105         enum uring_cmd_type cmd_type;
 106 };
 107
 108 static const int ddir_to_op[2][2] = {
 109         { IORING_OP_READV, IORING_OP_READ },
 110         { IORING_OP_WRITEV, IORING_OP_WRITE }
 111 };
 112
 113 static const int fixed_ddir_to_op[2] = {
 114         IORING_OP_READ_FIXED,
 115         IORING_OP_WRITE_FIXED
 116 };
 117
 118 static int fio_ioring_sqpoll_cb(void *data, unsigned long long *val)
 119 {
 120         struct ioring_options *o = data;
 121
 122         o->sqpoll_cpu = *val;
 123         o->sqpoll_set = 1;
 124         return 0;
 125 }
 126
 127 static struct fio_option options[] = {
 128         {
 129                 .name   = "hipri",
 130                 .lname  = "High Priority",
 131                 .type   = FIO_OPT_STR_SET,
 132                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, hipri),
 133                 .help   = "Use polled IO completions",
 134                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 135                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 136         },
 137         {
 138                 .name   = "fixedbufs",
 139                 .lname  = "Fixed (pre-mapped) IO buffers",
 140                 .type   = FIO_OPT_STR_SET,
 141                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, fixedbufs),
 142                 .help   = "Pre map IO buffers",
 143                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 144                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 145         },
 146         {
 147                 .name   = "registerfiles",
 148                 .lname  = "Register file set",
 149                 .type   = FIO_OPT_STR_SET,
 150                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, registerfiles),
 151                 .help   = "Pre-open/register files",
 152                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 153                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 154         },
 155         {
 156                 .name   = "sqthread_poll",
 157                 .lname  = "Kernel SQ thread polling",
 158                 .type   = FIO_OPT_STR_SET,
 159                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, sqpoll_thread),
 160                 .help   = "Offload submission/completion to kernel thread",
 161                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 162                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 163         },
 164         {
 165                 .name   = "sqthread_poll_cpu",
 166                 .lname  = "SQ Thread Poll CPU",
 167                 .type   = FIO_OPT_INT,
 168                 .cb     = fio_ioring_sqpoll_cb,
 169                 .help   = "What CPU to run SQ thread polling on",
 170                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 171                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 172         },
 173         {
 174                 .name   = "nonvectored",
 175                 .lname  = "Non-vectored",
 176                 .type   = FIO_OPT_INT,
 177                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, nonvectored),
 178                 .def    = "-1",
 179                 .help   = "Use non-vectored read/write commands",
 180                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 181                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 182         },
 183         {
 184                 .name   = "uncached",
 185                 .lname  = "Uncached",
 186                 .type   = FIO_OPT_INT,
 187                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, uncached),
 188                 .help   = "Use RWF_UNCACHED for buffered read/writes",
 189                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 190                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 191         },
 192         {
 193                 .name   = "nowait",
 194                 .lname  = "RWF_NOWAIT",
 195                 .type   = FIO_OPT_BOOL,
 196                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, nowait),
 197                 .help   = "Use RWF_NOWAIT for reads/writes",
 198                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 199                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 200         },
 201         {
 202                 .name   = "force_async",
 203                 .lname  = "Force async",
 204                 .type   = FIO_OPT_INT,
 205                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, force_async),
 206                 .help   = "Set IOSQE_ASYNC every N requests",
 207                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 208                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 209         },
 210         {
 211                 .name   = "cmd_type",
 212                 .lname  = "Uring cmd type",
 213                 .type   = FIO_OPT_STR,
 214                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, cmd_type),
 215                 .help   = "Specify uring-cmd type",
 216                 .def    = "nvme",
 217                 .posval = {
 218                           { .ival = "nvme",
 219                             .oval = FIO_URING_CMD_NVME,
 220                             .help = "Issue nvme-uring-cmd",
 221                           },
 222                 },
 223                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 224                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 225         },
 226         CMDPRIO_OPTIONS(struct ioring_options, FIO_OPT_G_IOURING),
 227         {
 228                 .name   = "md_per_io_size",
 229                 .lname  = "Separate Metadata Buffer Size per I/O",
 230                 .type   = FIO_OPT_INT,
 231                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, md_per_io_size),
 232                 .def    = "0",
 233                 .help   = "Size of separate metadata buffer per I/O (Default: 0)",
 234                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 235                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 236         },
 237         {
 238                 .name   = "pi_act",
 239                 .lname  = "Protection Information Action",
 240                 .type   = FIO_OPT_BOOL,
 241                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, pi_act),
 242                 .def    = "1",
 243                 .help   = "Protection Information Action bit (pi_act=1 or pi_act=0)",
 244                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 245                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 246         },
 247         {
 248                 .name   = "pi_chk",
 249                 .lname  = "Protection Information Check",
 250                 .type   = FIO_OPT_STR_STORE,
 251                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, pi_chk),
 252                 .def    = NULL,
 253                 .help   = "Control of Protection Information Checking (pi_chk=GUARD,REFTAG,APPTAG)",
 254                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 255                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 256         },
 257         {
 258                 .name   = "apptag",
 259                 .lname  = "Application Tag used in Protection Information",
 260                 .type   = FIO_OPT_INT,
 261                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, apptag),
 262                 .def    = "0x1234",
 263                 .help   = "Application Tag used in Protection Information field (Default: 0x1234)",
 264                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 265                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 266         },
 267         {
 268                 .name   = "apptag_mask",
 269                 .lname  = "Application Tag Mask",
 270                 .type   = FIO_OPT_INT,
 271                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, apptag_mask),
 272                 .def    = "0xffff",
 273                 .help   = "Application Tag Mask used with Application Tag (Default: 0xffff)",
 274                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 275                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 276         },
 277         {
 278                 .name   = NULL,
 279         },
 280 };
 281
 282 static int io_uring_enter(struct ioring_data *ld, unsigned int to_submit,
 283                          unsigned int min_complete, unsigned int flags)
 284 {
 285 #ifdef FIO_ARCH_HAS_SYSCALL
 286         return __do_syscall6(__NR_io_uring_enter, ld->ring_fd, to_submit,
 287                                 min_complete, flags, NULL, 0);
 288 #else
 289         return syscall(__NR_io_uring_enter, ld->ring_fd, to_submit,
 290                         min_complete, flags, NULL, 0);
 291 #endif
 292 }
 293
 294 static int fio_ioring_prep(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 295 {
 296         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 297         struct ioring_options *o = td->eo;
 298         struct fio_file *f = io_u->file;
 299         struct io_uring_sqe *sqe;
 300
 301         sqe = &ld->sqes[io_u->index];
 302
 303         if (o->registerfiles) {
 304                 sqe->fd = f->engine_pos;
 305                 sqe->flags = IOSQE_FIXED_FILE;
 306         } else {
 307                 sqe->fd = f->fd;
 308                 sqe->flags = 0;
 309         }
 310
 311         if (io_u->ddir == DDIR_READ || io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
 312                 if (o->fixedbufs) {
 313                         sqe->opcode = fixed_ddir_to_op[io_u->ddir];
 314                         sqe->addr = (unsigned long) io_u->xfer_buf;
 315                         sqe->len = io_u->xfer_buflen;
 316                         sqe->buf_index = io_u->index;
 317                 } else {
 318                         struct iovec *iov = &ld->iovecs[io_u->index];
 319
 320                         /*
 321                          * Update based on actual io_u, requeue could have
 322                          * adjusted these
 323                          */
 324                         iov->iov_base = io_u->xfer_buf;
 325                         iov->iov_len = io_u->xfer_buflen;
 326
 327                         sqe->opcode = ddir_to_op[io_u->ddir][!!o->nonvectored];
 328                         if (o->nonvectored) {
 329                                 sqe->addr = (unsigned long) iov->iov_base;
 330                                 sqe->len = iov->iov_len;
 331                         } else {
 332                                 sqe->addr = (unsigned long) iov;
 333                                 sqe->len = 1;
 334                         }
 335                 }
 336                 sqe->rw_flags = 0;
 337                 if (!td->o.odirect && o->uncached)
 338                         sqe->rw_flags |= RWF_UNCACHED;
 339                 if (o->nowait)
 340                         sqe->rw_flags |= RWF_NOWAIT;
 341
 342                 /*
 343                  * Since io_uring can have a submission context (sqthread_poll)
 344                  * that is different from the process context, we cannot rely on
 345                  * the IO priority set by ioprio_set() (options prio, prioclass,
 346                  * and priohint) to be inherited.
 347                  * td->ioprio will have the value of the "default prio", so set
 348                  * this unconditionally. This value might get overridden by
 349                  * fio_ioring_cmdprio_prep() if the option cmdprio_percentage or
 350                  * cmdprio_bssplit is used.
 351                  */
 352                 sqe->ioprio = td->ioprio;
 353                 sqe->off = io_u->offset;
 354         } else if (ddir_sync(io_u->ddir)) {
 355                 sqe->ioprio = 0;
 356                 if (io_u->ddir == DDIR_SYNC_FILE_RANGE) {
 357                         sqe->off = f->first_write;
 358                         sqe->len = f->last_write - f->first_write;
 359                         sqe->sync_range_flags = td->o.sync_file_range;
 360                         sqe->opcode = IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE;
 361                 } else {
 362                         sqe->off = 0;
 363                         sqe->addr = 0;
 364                         sqe->len = 0;
 365                         if (io_u->ddir == DDIR_DATASYNC)
 366                                 sqe->fsync_flags |= IORING_FSYNC_DATASYNC;
 367                         sqe->opcode = IORING_OP_FSYNC;
 368                 }
 369         }
 370
 371         if (o->force_async && ++ld->prepped == o->force_async) {
 372                 ld->prepped = 0;
 373                 sqe->flags |= IOSQE_ASYNC;
 374         }
 375
 376         sqe->user_data = (unsigned long) io_u;
 377         return 0;
 378 }
 379
 380 static int fio_ioring_cmd_prep(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 381 {
 382         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 383         struct ioring_options *o = td->eo;
 384         struct fio_file *f = io_u->file;
 385         struct nvme_uring_cmd *cmd;
 386         struct io_uring_sqe *sqe;
 387
 388         /* only supports nvme_uring_cmd */
 389         if (o->cmd_type != FIO_URING_CMD_NVME)
 390                 return -EINVAL;
 391
 392         if (io_u->ddir == DDIR_TRIM && td->io_ops->flags & FIO_ASYNCIO_SYNC_TRIM)
 393                 return 0;
 394
 395         sqe = &ld->sqes[(io_u->index) << 1];
 396
 397         if (o->registerfiles) {
 398                 sqe->fd = f->engine_pos;
 399                 sqe->flags = IOSQE_FIXED_FILE;
 400         } else {
 401                 sqe->fd = f->fd;
 402         }
 403         sqe->rw_flags = 0;
 404         if (!td->o.odirect && o->uncached)
 405                 sqe->rw_flags |= RWF_UNCACHED;
 406         if (o->nowait)
 407                 sqe->rw_flags |= RWF_NOWAIT;
 408
 409         sqe->opcode = IORING_OP_URING_CMD;
 410         sqe->user_data = (unsigned long) io_u;
 411         if (o->nonvectored)
 412                 sqe->cmd_op = NVME_URING_CMD_IO;
 413         else
 414                 sqe->cmd_op = NVME_URING_CMD_IO_VEC;
 415         if (o->force_async && ++ld->prepped == o->force_async) {
 416                 ld->prepped = 0;
 417                 sqe->flags |= IOSQE_ASYNC;
 418         }
 419         if (o->fixedbufs) {
 420                 sqe->uring_cmd_flags = IORING_URING_CMD_FIXED;
 421                 sqe->buf_index = io_u->index;
 422         }
 423
 424         cmd = (struct nvme_uring_cmd *)sqe->cmd;
 425         return fio_nvme_uring_cmd_prep(cmd, io_u,
 426                         o->nonvectored ? NULL : &ld->iovecs[io_u->index],
 427                         &ld->dsm[io_u->index]);
 428 }
 429
 430 static struct io_u *fio_ioring_event(struct thread_data *td, int event)
 431 {
 432         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 433         struct io_uring_cqe *cqe;
 434         struct io_u *io_u;
 435         unsigned index;
 436
 437         index = (event + ld->cq_ring_off) & ld->cq_ring_mask;
 438
 439         cqe = &ld->cq_ring.cqes[index];
 440         io_u = (struct io_u *) (uintptr_t) cqe->user_data;
 441
 442         if (cqe->res != io_u->xfer_buflen) {
 443                 if (cqe->res > io_u->xfer_buflen)
 444                         io_u->error = -cqe->res;
 445                 else
 446                         io_u->resid = io_u->xfer_buflen - cqe->res;
 447         } else
 448                 io_u->error = 0;
 449
 450         return io_u;
 451 }
 452
 453 static struct io_u *fio_ioring_cmd_event(struct thread_data *td, int event)
 454 {
 455         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 456         struct ioring_options *o = td->eo;
 457         struct io_uring_cqe *cqe;
 458         struct io_u *io_u;
 459         unsigned index;
 460
 461         index = (event + ld->cq_ring_off) & ld->cq_ring_mask;
 462         if (o->cmd_type == FIO_URING_CMD_NVME)
 463                 index <<= 1;
 464
 465         cqe = &ld->cq_ring.cqes[index];
 466         io_u = (struct io_u *) (uintptr_t) cqe->user_data;
 467
 468         if (cqe->res != 0)
 469                 io_u->error = -cqe->res;
 470         else
 471                 io_u->error = 0;
 472
 473         return io_u;
 474 }
 475
 476 static int fio_ioring_cqring_reap(struct thread_data *td, unsigned int events,
 477                                    unsigned int max)
 478 {
 479         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 480         struct io_cq_ring *ring = &ld->cq_ring;
 481         unsigned head, reaped = 0;
 482
 483         head = *ring->head;
 484         do {
 485                 if (head == atomic_load_acquire(ring->tail))
 486                         break;
 487                 reaped++;
 488                 head++;
 489         } while (reaped + events < max);
 490
 491         if (reaped)
 492                 atomic_store_release(ring->head, head);
 493
 494         return reaped;
 495 }
 496
 497 static int fio_ioring_getevents(struct thread_data *td, unsigned int min,
 498                                 unsigned int max, const struct timespec *t)
 499 {
 500         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 501         unsigned actual_min = td->o.iodepth_batch_complete_min == 0 ? 0 : min;
 502         struct ioring_options *o = td->eo;
 503         struct io_cq_ring *ring = &ld->cq_ring;
 504         unsigned events = 0;
 505         int r;
 506
 507         ld->cq_ring_off = *ring->head;
 508         do {
 509                 r = fio_ioring_cqring_reap(td, events, max);
 510                 if (r) {
 511                         events += r;
 512                         max -= r;
 513                         if (actual_min != 0)
 514                                 actual_min -= r;
 515                         continue;
 516                 }
 517
 518                 if (!o->sqpoll_thread) {
 519                         r = io_uring_enter(ld, 0, actual_min,
 520                                                 IORING_ENTER_GETEVENTS);
 521                         if (r < 0) {
 522                                 if (errno == EAGAIN || errno == EINTR)
 523                                         continue;
 524                                 r = -errno;
 525                                 td_verror(td, errno, "io_uring_enter");
 526                                 break;
 527                         }
 528                 }
 529         } while (events < min);
 530
 531         return r < 0 ? r : events;
 532 }
 533
 534 static inline void fio_ioring_cmd_nvme_pi(struct thread_data *td,
 535                                           struct io_u *io_u)
 536 {
 537         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 538         struct ioring_options *o = td->eo;
 539         struct nvme_uring_cmd *cmd;
 540         struct io_uring_sqe *sqe;
 541         struct nvme_cmd_ext_io_opts ext_opts = {0};
 542         struct nvme_data *data = FILE_ENG_DATA(io_u->file);
 543
 544         if (io_u->ddir == DDIR_TRIM)
 545                 return;
 546
 547         sqe = &ld->sqes[(io_u->index) << 1];
 548         cmd = (struct nvme_uring_cmd *)sqe->cmd;
 549
 550         if (data->pi_type) {
 551                 if (o->pi_act)
 552                         ext_opts.io_flags |= NVME_IO_PRINFO_PRACT;
 553                 ext_opts.io_flags |= o->prchk;
 554                 ext_opts.apptag = o->apptag;
 555                 ext_opts.apptag_mask = o->apptag_mask;
 556         }
 557
 558         fio_nvme_pi_fill(cmd, io_u, &ext_opts);
 559 }
 560
 561 static inline void fio_ioring_cmdprio_prep(struct thread_data *td,
 562                                            struct io_u *io_u)
 563 {
 564         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 565         struct cmdprio *cmdprio = &ld->cmdprio;
 566
 567         if (fio_cmdprio_set_ioprio(td, cmdprio, io_u))
 568                 ld->sqes[io_u->index].ioprio = io_u->ioprio;
 569 }
 570
 571 static enum fio_q_status fio_ioring_queue(struct thread_data *td,
 572                                           struct io_u *io_u)
 573 {
 574         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 575         struct ioring_options *o = td->eo;
 576         struct io_sq_ring *ring = &ld->sq_ring;
 577         unsigned tail, next_tail;
 578
 579         fio_ro_check(td, io_u);
 580
 581         if (ld->queued == ld->iodepth)
 582                 return FIO_Q_BUSY;
 583
 584         if (io_u->ddir == DDIR_TRIM && td->io_ops->flags & FIO_ASYNCIO_SYNC_TRIM) {
 585                 if (ld->queued)
 586                         return FIO_Q_BUSY;
 587
 588                 do_io_u_trim(td, io_u);
 589
 590                 io_u_mark_submit(td, 1);
 591                 io_u_mark_complete(td, 1);
 592                 return FIO_Q_COMPLETED;
 593         }
 594
 595         tail = *ring->tail;
 596         next_tail = tail + 1;
 597         if (next_tail == atomic_load_relaxed(ring->head))
 598                 return FIO_Q_BUSY;
 599
 600         if (ld->cmdprio.mode != CMDPRIO_MODE_NONE)
 601                 fio_ioring_cmdprio_prep(td, io_u);
 602
 603         if (!strcmp(td->io_ops->name, "io_uring_cmd") &&
 604                 o->cmd_type == FIO_URING_CMD_NVME)
 605                 fio_ioring_cmd_nvme_pi(td, io_u);
 606
 607         ring->array[tail & ld->sq_ring_mask] = io_u->index;
 608         atomic_store_release(ring->tail, next_tail);
 609
 610         ld->queued++;
 611         return FIO_Q_QUEUED;
 612 }
 613
 614 static void fio_ioring_queued(struct thread_data *td, int start, int nr)
 615 {
 616         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 617         struct timespec now;
 618
 619         if (!fio_fill_issue_time(td))
 620                 return;
 621
 622         fio_gettime(&now, NULL);
 623
 624         while (nr--) {
 625                 struct io_sq_ring *ring = &ld->sq_ring;
 626                 int index = ring->array[start & ld->sq_ring_mask];
 627                 struct io_u *io_u = ld->io_u_index[index];
 628
 629                 memcpy(&io_u->issue_time, &now, sizeof(now));
 630                 io_u_queued(td, io_u);
 631
 632                 start++;
 633         }
 634
 635         /*
 636          * only used for iolog
 637          */
 638         if (td->o.read_iolog_file)
 639                 memcpy(&td->last_issue, &now, sizeof(now));
 640 }
 641
 642 static int fio_ioring_commit(struct thread_data *td)
 643 {
 644         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 645         struct ioring_options *o = td->eo;
 646         int ret;
 647
 648         if (!ld->queued)
 649                 return 0;
 650
 651         /*
 652          * Kernel side does submission. just need to check if the ring is
 653          * flagged as needing a kick, if so, call io_uring_enter(). This
 654          * only happens if we've been idle too long.
 655          */
 656         if (o->sqpoll_thread) {
 657                 struct io_sq_ring *ring = &ld->sq_ring;
 658                 unsigned start = *ld->sq_ring.tail - ld->queued;
 659                 unsigned flags;
 660
 661                 flags = atomic_load_relaxed(ring->flags);
 662                 if (flags & IORING_SQ_NEED_WAKEUP)
 663                         io_uring_enter(ld, ld->queued, 0,
 664                                         IORING_ENTER_SQ_WAKEUP);
 665                 fio_ioring_queued(td, start, ld->queued);
 666                 io_u_mark_submit(td, ld->queued);
 667
 668                 ld->queued = 0;
 669                 return 0;
 670         }
 671
 672         do {
 673                 unsigned start = *ld->sq_ring.head;
 674                 long nr = ld->queued;
 675
 676                 ret = io_uring_enter(ld, nr, 0, IORING_ENTER_GETEVENTS);
 677                 if (ret > 0) {
 678                         fio_ioring_queued(td, start, ret);
 679                         io_u_mark_submit(td, ret);
 680
 681                         ld->queued -= ret;
 682                         ret = 0;
 683                 } else if (!ret) {
 684                         io_u_mark_submit(td, ret);
 685                         continue;
 686                 } else {
 687                         if (errno == EAGAIN || errno == EINTR) {
 688                                 ret = fio_ioring_cqring_reap(td, 0, ld->queued);
 689                                 if (ret)
 690                                         continue;
 691                                 /* Shouldn't happen */
 692                                 usleep(1);
 693                                 continue;
 694                         }
 695                         ret = -errno;
 696                         td_verror(td, errno, "io_uring_enter submit");
 697                         break;
 698                 }
 699         } while (ld->queued);
 700
 701         return ret;
 702 }
 703
 704 static void fio_ioring_unmap(struct ioring_data *ld)
 705 {
 706         int i;
 707
 708         for (i = 0; i < FIO_ARRAY_SIZE(ld->mmap); i++)
 709                 munmap(ld->mmap[i].ptr, ld->mmap[i].len);
 710         close(ld->ring_fd);
 711 }
 712
 713 static void fio_ioring_cleanup(struct thread_data *td)
 714 {
 715         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 716
 717         if (ld) {
 718                 if (!(td->flags & TD_F_CHILD))
 719                         fio_ioring_unmap(ld);
 720
 721                 fio_cmdprio_cleanup(&ld->cmdprio);
 722                 free(ld->io_u_index);
 723                 free(ld->md_buf);
 724                 free(ld->iovecs);
 725                 free(ld->fds);
 726                 free(ld->dsm);
 727                 free(ld);
 728         }
 729 }
 730
 731 static int fio_ioring_mmap(struct ioring_data *ld, struct io_uring_params *p)
 732 {
 733         struct io_sq_ring *sring = &ld->sq_ring;
 734         struct io_cq_ring *cring = &ld->cq_ring;
 735         void *ptr;
 736
 737         ld->mmap[0].len = p->sq_off.array + p->sq_entries * sizeof(__u32);
 738         ptr = mmap(0, ld->mmap[0].len, PROT_READ | PROT_WRITE,
 739                         MAP_SHARED | MAP_POPULATE, ld->ring_fd,
 740                         IORING_OFF_SQ_RING);
 741         ld->mmap[0].ptr = ptr;
 742         sring->head = ptr + p->sq_off.head;
 743         sring->tail = ptr + p->sq_off.tail;
 744         sring->ring_mask = ptr + p->sq_off.ring_mask;
 745         sring->ring_entries = ptr + p->sq_off.ring_entries;
 746         sring->flags = ptr + p->sq_off.flags;
 747         sring->array = ptr + p->sq_off.array;
 748         ld->sq_ring_mask = *sring->ring_mask;
 749
 750         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
 751                 ld->mmap[1].len = 2 * p->sq_entries * sizeof(struct io_uring_sqe);
 752         else
 753                 ld->mmap[1].len = p->sq_entries * sizeof(struct io_uring_sqe);
 754         ld->sqes = mmap(0, ld->mmap[1].len, PROT_READ | PROT_WRITE,
 755                                 MAP_SHARED | MAP_POPULATE, ld->ring_fd,
 756                                 IORING_OFF_SQES);
 757         ld->mmap[1].ptr = ld->sqes;
 758
 759         if (p->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
 760                 ld->mmap[2].len = p->cq_off.cqes +
 761                                         2 * p->cq_entries * sizeof(struct io_uring_cqe);
 762         } else {
 763                 ld->mmap[2].len = p->cq_off.cqes +
 764                                         p->cq_entries * sizeof(struct io_uring_cqe);
 765         }
 766         ptr = mmap(0, ld->mmap[2].len, PROT_READ | PROT_WRITE,
 767                         MAP_SHARED | MAP_POPULATE, ld->ring_fd,
 768                         IORING_OFF_CQ_RING);
 769         ld->mmap[2].ptr = ptr;
 770         cring->head = ptr + p->cq_off.head;
 771         cring->tail = ptr + p->cq_off.tail;
 772         cring->ring_mask = ptr + p->cq_off.ring_mask;
 773         cring->ring_entries = ptr + p->cq_off.ring_entries;
 774         cring->cqes = ptr + p->cq_off.cqes;
 775         ld->cq_ring_mask = *cring->ring_mask;
 776         return 0;
 777 }
 778
 779 static void fio_ioring_probe(struct thread_data *td)
 780 {
 781         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 782         struct ioring_options *o = td->eo;
 783         struct io_uring_probe *p;
 784         int ret;
 785
 786         /* already set by user, don't touch */
 787         if (o->nonvectored != -1)
 788                 return;
 789
 790         /* default to off, as that's always safe */
 791         o->nonvectored = 0;
 792
 793         p = calloc(1, sizeof(*p) + 256 * sizeof(struct io_uring_probe_op));
 794         if (!p)
 795                 return;
 796
 797         ret = syscall(__NR_io_uring_register, ld->ring_fd,
 798                         IORING_REGISTER_PROBE, p, 256);
 799         if (ret < 0)
 800                 goto out;
 801
 802         if (IORING_OP_WRITE > p->ops_len)
 803                 goto out;
 804
 805         if ((p->ops[IORING_OP_READ].flags & IO_URING_OP_SUPPORTED) &&
 806             (p->ops[IORING_OP_WRITE].flags & IO_URING_OP_SUPPORTED))
 807                 o->nonvectored = 1;
 808 out:
 809         free(p);
 810 }
 811
 812 static int fio_ioring_queue_init(struct thread_data *td)
 813 {
 814         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 815         struct ioring_options *o = td->eo;
 816         int depth = td->o.iodepth;
 817         struct io_uring_params p;
 818         int ret;
 819
 820         memset(&p, 0, sizeof(p));
 821
 822         if (o->hipri)
 823                 p.flags |= IORING_SETUP_IOPOLL;
 824         if (o->sqpoll_thread) {
 825                 p.flags |= IORING_SETUP_SQPOLL;
 826                 if (o->sqpoll_set) {
 827                         p.flags |= IORING_SETUP_SQ_AFF;
 828                         p.sq_thread_cpu = o->sqpoll_cpu;
 829                 }
 830
 831                 /*
 832                  * Submission latency for sqpoll_thread is just the time it
 833                  * takes to fill in the SQ ring entries, and any syscall if
 834                  * IORING_SQ_NEED_WAKEUP is set, we don't need to log that time
 835                  * separately.
 836                  */
 837                 td->o.disable_slat = 1;
 838         }
 839
 840         /*
 841          * Clamp CQ ring size at our SQ ring size, we don't need more entries
 842          * than that.
 843          */
 844         p.flags |= IORING_SETUP_CQSIZE;
 845         p.cq_entries = depth;
 846
 847         /*
 848          * Setup COOP_TASKRUN as we don't need to get IPI interrupted for
 849          * completing IO operations.
 850          */
 851         p.flags |= IORING_SETUP_COOP_TASKRUN;
 852
 853         /*
 854          * io_uring is always a single issuer, and we can defer task_work
 855          * runs until we reap events.
 856          */
 857         p.flags |= IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN;
 858
 859 retry:
 860         ret = syscall(__NR_io_uring_setup, depth, &p);
 861         if (ret < 0) {
 862                 if (errno == EINVAL && p.flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
 863                         p.flags &= ~IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN;
 864                         p.flags &= ~IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER;
 865                         goto retry;
 866                 }
 867                 if (errno == EINVAL && p.flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
 868                         p.flags &= ~IORING_SETUP_COOP_TASKRUN;
 869                         goto retry;
 870                 }
 871                 if (errno == EINVAL && p.flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
 872                         p.flags &= ~IORING_SETUP_CQSIZE;
 873                         goto retry;
 874                 }
 875                 return ret;
 876         }
 877
 878         ld->ring_fd = ret;
 879
 880         fio_ioring_probe(td);
 881
 882         if (o->fixedbufs) {
 883                 ret = syscall(__NR_io_uring_register, ld->ring_fd,
 884                                 IORING_REGISTER_BUFFERS, ld->iovecs, depth);
 885                 if (ret < 0)
 886                         return ret;
 887         }
 888
 889         return fio_ioring_mmap(ld, &p);
 890 }
 891
 892 static int fio_ioring_cmd_queue_init(struct thread_data *td)
 893 {
 894         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 895         struct ioring_options *o = td->eo;
 896         int depth = td->o.iodepth;
 897         struct io_uring_params p;
 898         int ret;
 899
 900         memset(&p, 0, sizeof(p));
 901
 902         if (o->hipri)
 903                 p.flags |= IORING_SETUP_IOPOLL;
 904         if (o->sqpoll_thread) {
 905                 p.flags |= IORING_SETUP_SQPOLL;
 906                 if (o->sqpoll_set) {
 907                         p.flags |= IORING_SETUP_SQ_AFF;
 908                         p.sq_thread_cpu = o->sqpoll_cpu;
 909                 }
 910
 911                 /*
 912                  * Submission latency for sqpoll_thread is just the time it
 913                  * takes to fill in the SQ ring entries, and any syscall if
 914                  * IORING_SQ_NEED_WAKEUP is set, we don't need to log that time
 915                  * separately.
 916                  */
 917                 td->o.disable_slat = 1;
 918         }
 919         if (o->cmd_type == FIO_URING_CMD_NVME) {
 920                 p.flags |= IORING_SETUP_SQE128;
 921                 p.flags |= IORING_SETUP_CQE32;
 922         }
 923
 924         /*
 925          * Clamp CQ ring size at our SQ ring size, we don't need more entries
 926          * than that.
 927          */
 928         p.flags |= IORING_SETUP_CQSIZE;
 929         p.cq_entries = depth;
 930
 931         /*
 932          * Setup COOP_TASKRUN as we don't need to get IPI interrupted for
 933          * completing IO operations.
 934          */
 935         p.flags |= IORING_SETUP_COOP_TASKRUN;
 936
 937         /*
 938          * io_uring is always a single issuer, and we can defer task_work
 939          * runs until we reap events.
 940          */
 941         p.flags |= IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN;
 942
 943 retry:
 944         ret = syscall(__NR_io_uring_setup, depth, &p);
 945         if (ret < 0) {
 946                 if (errno == EINVAL && p.flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
 947                         p.flags &= ~IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN;
 948                         p.flags &= ~IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER;
 949                         goto retry;
 950                 }
 951                 if (errno == EINVAL && p.flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
 952                         p.flags &= ~IORING_SETUP_COOP_TASKRUN;
 953                         goto retry;
 954                 }
 955                 if (errno == EINVAL && p.flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
 956                         p.flags &= ~IORING_SETUP_CQSIZE;
 957                         goto retry;
 958                 }
 959                 return ret;
 960         }
 961
 962         ld->ring_fd = ret;
 963
 964         fio_ioring_probe(td);
 965
 966         if (o->fixedbufs) {
 967                 ret = syscall(__NR_io_uring_register, ld->ring_fd,
 968                                 IORING_REGISTER_BUFFERS, ld->iovecs, depth);
 969                 if (ret < 0)
 970                         return ret;
 971         }
 972
 973         return fio_ioring_mmap(ld, &p);
 974 }
 975
 976 static int fio_ioring_register_files(struct thread_data *td)
 977 {
 978         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 979         struct fio_file *f;
 980         unsigned int i;
 981         int ret;
 982
 983         ld->fds = calloc(td->o.nr_files, sizeof(int));
 984
 985         for_each_file(td, f, i) {
 986                 ret = generic_open_file(td, f);
 987                 if (ret)
 988                         goto err;
 989                 ld->fds[i] = f->fd;
 990                 f->engine_pos = i;
 991         }
 992
 993         ret = syscall(__NR_io_uring_register, ld->ring_fd,
 994                         IORING_REGISTER_FILES, ld->fds, td->o.nr_files);
 995         if (ret) {
 996 err:
 997                 free(ld->fds);
 998                 ld->fds = NULL;
 999         }
1000
1001         /*
1002          * Pretend the file is closed again, and really close it if we hit
1003          * an error.
1004          */
1005         for_each_file(td, f, i) {
1006                 if (ret) {
1007                         int fio_unused ret2;
1008                         ret2 = generic_close_file(td, f);
1009                 } else
1010                         f->fd = -1;
1011         }
1012
1013         return ret;
1014 }
1015
1016 static int fio_ioring_post_init(struct thread_data *td)
1017 {
1018         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
1019         struct ioring_options *o = td->eo;
1020         struct io_u *io_u;
1021         int err, i;
1022
1023         for (i = 0; i < td->o.iodepth; i++) {
1024                 struct iovec *iov = &ld->iovecs[i];
1025
1026                 io_u = ld->io_u_index[i];
1027                 iov->iov_base = io_u->buf;
1028                 iov->iov_len = td_max_bs(td);
1029         }
1030
1031         err = fio_ioring_queue_init(td);
1032         if (err) {
1033                 int init_err = errno;
1034
1035                 if (init_err == ENOSYS)
1036                         log_err("fio: your kernel doesn't support io_uring\n");
1037                 td_verror(td, init_err, "io_queue_init");
1038                 return 1;
1039         }
1040
1041         for (i = 0; i < td->o.iodepth; i++) {
1042                 struct io_uring_sqe *sqe;
1043
1044                 sqe = &ld->sqes[i];
1045                 memset(sqe, 0, sizeof(*sqe));
1046         }
1047
1048         if (o->registerfiles) {
1049                 err = fio_ioring_register_files(td);
1050                 if (err) {
1051                         td_verror(td, errno, "ioring_register_files");
1052                         return 1;
1053                 }
1054         }
1055
1056         return 0;
1057 }
1058
1059 static int fio_ioring_cmd_post_init(struct thread_data *td)
1060 {
1061         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
1062         struct ioring_options *o = td->eo;
1063         struct io_u *io_u;
1064         int err, i;
1065
1066         for (i = 0; i < td->o.iodepth; i++) {
1067                 struct iovec *iov = &ld->iovecs[i];
1068
1069                 io_u = ld->io_u_index[i];
1070                 iov->iov_base = io_u->buf;
1071                 iov->iov_len = td_max_bs(td);
1072         }
1073
1074         err = fio_ioring_cmd_queue_init(td);
1075         if (err) {
1076                 int init_err = errno;
1077
1078                 td_verror(td, init_err, "io_queue_init");
1079                 return 1;
1080         }
1081
1082         for (i = 0; i < td->o.iodepth; i++) {
1083                 struct io_uring_sqe *sqe;
1084
1085                 if (o->cmd_type == FIO_URING_CMD_NVME) {
1086                         sqe = &ld->sqes[i << 1];
1087                         memset(sqe, 0, 2 * sizeof(*sqe));
1088                 } else {
1089                         sqe = &ld->sqes[i];
1090                         memset(sqe, 0, sizeof(*sqe));
1091                 }
1092         }
1093
1094         if (o->registerfiles) {
1095                 err = fio_ioring_register_files(td);
1096                 if (err) {
1097                         td_verror(td, errno, "ioring_register_files");
1098                         return 1;
1099                 }
1100         }
1101
1102         return 0;
1103 }
1104
1105 static void parse_prchk_flags(struct ioring_options *o)
1106 {
1107         if (!o->pi_chk)
1108                 return;
1109
1110         if (strstr(o->pi_chk, "GUARD") != NULL)
1111                 o->prchk = NVME_IO_PRINFO_PRCHK_GUARD;
1112         if (strstr(o->pi_chk, "REFTAG") != NULL)
1113                 o->prchk |= NVME_IO_PRINFO_PRCHK_REF;
1114         if (strstr(o->pi_chk, "APPTAG") != NULL)
1115                 o->prchk |= NVME_IO_PRINFO_PRCHK_APP;
1116 }
1117
1118 static int fio_ioring_init(struct thread_data *td)
1119 {
1120         struct ioring_options *o = td->eo;
1121         struct ioring_data *ld;
1122         unsigned long long md_size;
1123         int ret;
1124
1125         /* sqthread submission requires registered files */
1126         if (o->sqpoll_thread)
1127                 o->registerfiles = 1;
1128
1129         if (o->registerfiles && td->o.nr_files != td->o.open_files) {
1130                 log_err("fio: io_uring registered files require nr_files to "
1131                         "be identical to open_files\n");
1132                 return 1;
1133         }
1134
1135         ld = calloc(1, sizeof(*ld));
1136
1137         /* ring depth must be a power-of-2 */
1138         ld->iodepth = td->o.iodepth;
1139         td->o.iodepth = roundup_pow2(td->o.iodepth);
1140
1141         /* io_u index */
1142         ld->io_u_index = calloc(td->o.iodepth, sizeof(struct io_u *));
1143
1144         /*
1145          * metadata buffer for nvme command.
1146          * We are only supporting iomem=malloc / mem=malloc as of now.
1147          */
1148         if (!strcmp(td->io_ops->name, "io_uring_cmd") &&
1149             (o->cmd_type == FIO_URING_CMD_NVME) && o->md_per_io_size) {
1150                 md_size = (unsigned long long) o->md_per_io_size
1151                                 * (unsigned long long) td->o.iodepth;
1152                 md_size += page_mask + td->o.mem_align;
1153                 if (td->o.mem_align && td->o.mem_align > page_size)
1154                         md_size += td->o.mem_align - page_size;
1155                 if (td->o.mem_type == MEM_MALLOC) {
1156                         ld->md_buf = malloc(md_size);
1157                         if (!ld->md_buf)
1158                                 return 1;
1159                 } else {
1160                         log_err("fio: Only iomem=malloc or mem=malloc is supported\n");
1161                         return 1;
1162                 }
1163         }
1164         parse_prchk_flags(o);
1165
1166         ld->iovecs = calloc(td->o.iodepth, sizeof(struct iovec));
1167
1168         td->io_ops_data = ld;
1169
1170         ret = fio_cmdprio_init(td, &ld->cmdprio, &o->cmdprio_options);
1171         if (ret) {
1172                 td_verror(td, EINVAL, "fio_ioring_init");
1173                 return 1;
1174         }
1175
1176         /*
1177          * For io_uring_cmd, trims are async operations unless we are operating
1178          * in zbd mode where trim means zone reset.
1179          */
1180         if (!strcmp(td->io_ops->name, "io_uring_cmd") && td_trim(td) &&
1181             td->o.zone_mode == ZONE_MODE_ZBD)
1182                 td->io_ops->flags |= FIO_ASYNCIO_SYNC_TRIM;
1183         else
1184                 ld->dsm = calloc(ld->iodepth, sizeof(*ld->dsm));
1185
1186         return 0;
1187 }
1188
1189 static int fio_ioring_io_u_init(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1190 {
1191         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
1192         struct ioring_options *o = td->eo;
1193         char *p;
1194
1195         ld->io_u_index[io_u->index] = io_u;
1196
1197         if (!strcmp(td->io_ops->name, "io_uring_cmd")) {
1198                 p = PTR_ALIGN(ld->md_buf, page_mask) + td->o.mem_align;
1199                 p += o->md_per_io_size * io_u->index;
1200                 io_u->mmap_data = p;
1201         }
1202
1203         return 0;
1204 }
1205
1206 static int fio_ioring_open_file(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
1207 {
1208         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
1209         struct ioring_options *o = td->eo;
1210
1211         if (!ld || !o->registerfiles)
1212                 return generic_open_file(td, f);
1213
1214         f->fd = ld->fds[f->engine_pos];
1215         return 0;
1216 }
1217
1218 static int fio_ioring_cmd_open_file(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
1219 {
1220         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
1221         struct ioring_options *o = td->eo;
1222
1223         if (o->cmd_type == FIO_URING_CMD_NVME) {
1224                 struct nvme_data *data = NULL;
1225                 unsigned int lba_size = 0;
1226                 __u64 nlba = 0;
1227                 int ret;
1228
1229                 /* Store the namespace-id and lba size. */
1230                 data = FILE_ENG_DATA(f);
1231                 if (data == NULL) {
1232                         data = calloc(1, sizeof(struct nvme_data));
1233                         ret = fio_nvme_get_info(f, &nlba, o->pi_act, data);
1234                         if (ret) {
1235                                 free(data);
1236                                 return ret;
1237                         }
1238
1239                         FILE_SET_ENG_DATA(f, data);
1240                 }
1241
1242                 lba_size = data->lba_ext ? data->lba_ext : data->lba_size;
1243
1244                 for_each_rw_ddir(ddir) {
1245                         if (td->o.min_bs[ddir] % lba_size ||
1246                                 td->o.max_bs[ddir] % lba_size) {
1247                                 if (data->lba_ext)
1248                                         log_err("%s: block size must be a multiple of (LBA data size + Metadata size)\n",
1249                                                 f->file_name);
1250                                 else
1251                                         log_err("%s: block size must be a multiple of LBA data size\n",
1252                                                 f->file_name);
1253                                 td_verror(td, EINVAL, "fio_ioring_cmd_open_file");
1254                                 return 1;
1255                         }
1256                         if (data->ms && !data->lba_ext && ddir != DDIR_TRIM &&
1257                             (o->md_per_io_size < ((td->o.max_bs[ddir] / data->lba_size) *
1258                                                   data->ms))) {
1259                                 log_err("%s: md_per_io_size should be at least %llu bytes\n",
1260                                         f->file_name,
1261                                         ((td->o.max_bs[ddir] / data->lba_size) * data->ms));
1262                                 td_verror(td, EINVAL, "fio_ioring_cmd_open_file");
1263                                 return 1;
1264                         }
1265                 }
1266         }
1267         if (!ld || !o->registerfiles)
1268                 return generic_open_file(td, f);
1269
1270         f->fd = ld->fds[f->engine_pos];
1271         return 0;
1272 }
1273
1274 static int fio_ioring_close_file(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
1275 {
1276         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
1277         struct ioring_options *o = td->eo;
1278
1279         if (!ld || !o->registerfiles)
1280                 return generic_close_file(td, f);
1281
1282         f->fd = -1;
1283         return 0;
1284 }
1285
1286 static int fio_ioring_cmd_close_file(struct thread_data *td,
1287                                      struct fio_file *f)
1288 {
1289         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
1290         struct ioring_options *o = td->eo;
1291
1292         if (o->cmd_type == FIO_URING_CMD_NVME) {
1293                 struct nvme_data *data = FILE_ENG_DATA(f);
1294
1295                 FILE_SET_ENG_DATA(f, NULL);
1296                 free(data);
1297         }
1298         if (!ld || !o->registerfiles)
1299                 return generic_close_file(td, f);
1300
1301         f->fd = -1;
1302         return 0;
1303 }
1304
1305 static int fio_ioring_cmd_get_file_size(struct thread_data *td,
1306                                         struct fio_file *f)
1307 {
1308         struct ioring_options *o = td->eo;
1309
1310         if (fio_file_size_known(f))
1311                 return 0;
1312
1313         if (o->cmd_type == FIO_URING_CMD_NVME) {
1314                 struct nvme_data *data = NULL;
1315                 __u64 nlba = 0;
1316                 int ret;
1317
1318                 data = calloc(1, sizeof(struct nvme_data));
1319                 ret = fio_nvme_get_info(f, &nlba, o->pi_act, data);
1320                 if (ret) {
1321                         free(data);
1322                         return ret;
1323                 }
1324
1325                 f->real_file_size = data->lba_size * nlba;
1326                 fio_file_set_size_known(f);
1327
1328                 FILE_SET_ENG_DATA(f, data);
1329                 return 0;
1330         }
1331         return generic_get_file_size(td, f);
1332 }
1333
1334 static int fio_ioring_cmd_get_zoned_model(struct thread_data *td,
1335                                           struct fio_file *f,
1336                                           enum zbd_zoned_model *model)
1337 {
1338         return fio_nvme_get_zoned_model(td, f, model);
1339 }
1340
1341 static int fio_ioring_cmd_report_zones(struct thread_data *td,
1342                                        struct fio_file *f, uint64_t offset,
1343                                        struct zbd_zone *zbdz,
1344                                        unsigned int nr_zones)
1345 {
1346         return fio_nvme_report_zones(td, f, offset, zbdz, nr_zones);
1347 }
1348
1349 static int fio_ioring_cmd_reset_wp(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
1350                                    uint64_t offset, uint64_t length)
1351 {
1352         return fio_nvme_reset_wp(td, f, offset, length);
1353 }
1354
1355 static int fio_ioring_cmd_get_max_open_zones(struct thread_data *td,
1356                                              struct fio_file *f,
1357                                              unsigned int *max_open_zones)
1358 {
1359         return fio_nvme_get_max_open_zones(td, f, max_open_zones);
1360 }
1361
1362 static int fio_ioring_cmd_fetch_ruhs(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
1363                                      struct fio_ruhs_info *fruhs_info)
1364 {
1365         struct nvme_fdp_ruh_status *ruhs;
1366         int bytes, ret, i;
1367
1368         bytes = sizeof(*ruhs) + FDP_MAX_RUHS * sizeof(struct nvme_fdp_ruh_status_desc);
1369         ruhs = scalloc(1, bytes);
1370         if (!ruhs)
1371                 return -ENOMEM;
1372
1373         ret = fio_nvme_iomgmt_ruhs(td, f, ruhs, bytes);
1374         if (ret)
1375                 goto free;
1376
1377         fruhs_info->nr_ruhs = le16_to_cpu(ruhs->nruhsd);
1378         for (i = 0; i < fruhs_info->nr_ruhs; i++)
1379                 fruhs_info->plis[i] = le16_to_cpu(ruhs->ruhss[i].pid);
1380 free:
1381         sfree(ruhs);
1382         return ret;
1383 }
1384
1385 static struct ioengine_ops ioengine_uring = {
1386         .name                   = "io_uring",
1387         .version                = FIO_IOOPS_VERSION,
1388         .flags                  = FIO_ASYNCIO_SYNC_TRIM | FIO_NO_OFFLOAD |
1389                                         FIO_ASYNCIO_SETS_ISSUE_TIME,
1390         .init                   = fio_ioring_init,
1391         .post_init              = fio_ioring_post_init,
1392         .io_u_init              = fio_ioring_io_u_init,
1393         .prep                   = fio_ioring_prep,
1394         .queue                  = fio_ioring_queue,
1395         .commit                 = fio_ioring_commit,
1396         .getevents              = fio_ioring_getevents,
1397         .event                  = fio_ioring_event,
1398         .cleanup                = fio_ioring_cleanup,
1399         .open_file              = fio_ioring_open_file,
1400         .close_file             = fio_ioring_close_file,
1401         .get_file_size          = generic_get_file_size,
1402         .options                = options,
1403         .option_struct_size     = sizeof(struct ioring_options),
1404 };
1405
1406 static struct ioengine_ops ioengine_uring_cmd = {
1407         .name                   = "io_uring_cmd",
1408         .version                = FIO_IOOPS_VERSION,
1409         .flags                  = FIO_NO_OFFLOAD | FIO_MEMALIGN | FIO_RAWIO |
1410                                         FIO_ASYNCIO_SETS_ISSUE_TIME,
1411         .init                   = fio_ioring_init,
1412         .post_init              = fio_ioring_cmd_post_init,
1413         .io_u_init              = fio_ioring_io_u_init,
1414         .prep                   = fio_ioring_cmd_prep,
1415         .queue                  = fio_ioring_queue,
1416         .commit                 = fio_ioring_commit,
1417         .getevents              = fio_ioring_getevents,
1418         .event                  = fio_ioring_cmd_event,
1419         .cleanup                = fio_ioring_cleanup,
1420         .open_file              = fio_ioring_cmd_open_file,
1421         .close_file             = fio_ioring_cmd_close_file,
1422         .get_file_size          = fio_ioring_cmd_get_file_size,
1423         .get_zoned_model        = fio_ioring_cmd_get_zoned_model,
1424         .report_zones           = fio_ioring_cmd_report_zones,
1425         .reset_wp               = fio_ioring_cmd_reset_wp,
1426         .get_max_open_zones     = fio_ioring_cmd_get_max_open_zones,
1427         .options                = options,
1428         .option_struct_size     = sizeof(struct ioring_options),
1429         .fdp_fetch_ruhs         = fio_ioring_cmd_fetch_ruhs,
1430 };
1431
1432 static void fio_init fio_ioring_register(void)
1433 {
1434         register_ioengine(&ioengine_uring);
1435         register_ioengine(&ioengine_uring_cmd);
1436 }
1437
1438 static void fio_exit fio_ioring_unregister(void)
1439 {
1440         unregister_ioengine(&ioengine_uring);
1441         unregister_ioengine(&ioengine_uring_cmd);
1442 }
1443 #endif