engines/e4defrag.c

   1 /*
   2  * ioe_e4defrag:  ioengine for git://git.kernel.dk/fio.git
   3  *
   4  * IO engine that does regular EXT4_IOC_MOVE_EXT ioctls to simulate
   5  * defragment activity
   6  *
   7  */
   8
   9 #include <sys/types.h>
  10 #include <sys/stat.h>
  11 #include <stdio.h>
  12 #include <errno.h>
  13 #include <fcntl.h>
  14
  15 #include "../fio.h"
  16 #include "../optgroup.h"
  17
  18 #ifndef EXT4_IOC_MOVE_EXT
  19 #define EXT4_IOC_MOVE_EXT               _IOWR('f', 15, struct move_extent)
  20 struct move_extent {
  21         __u32 reserved;         /* should be zero */
  22         __u32 donor_fd;         /* donor file descriptor */
  23         __u64 orig_start;       /* logical start offset in block for orig */
  24         __u64 donor_start;      /* logical start offset in block for donor */
  25         __u64 len;              /* block length to be moved */
  26         __u64 moved_len;        /* moved block length */
  27 };
  28 #endif
  29
  30 struct e4defrag_data {
  31         int donor_fd;
  32         int bsz;
  33 };
  34
  35 struct e4defrag_options {
  36         void *pad;
  37         unsigned int inplace;
  38         char * donor_name;
  39 };
  40
  41 static struct fio_option options[] = {
  42         {
  43                 .name   = "donorname",
  44                 .lname  = "Donor Name",
  45                 .type   = FIO_OPT_STR_STORE,
  46                 .off1   = offsetof(struct e4defrag_options, donor_name),
  47                 .help   = "File used as a block donor",
  48                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
  49                 .group  = FIO_OPT_G_E4DEFRAG,
  50         },
  51         {
  52                 .name   = "inplace",
  53                 .lname  = "In Place",
  54                 .type   = FIO_OPT_INT,
  55                 .off1   = offsetof(struct e4defrag_options, inplace),
  56                 .minval = 0,
  57                 .maxval = 1,
  58                 .help   = "Alloc and free space inside defrag event",
  59                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
  60                 .group  = FIO_OPT_G_E4DEFRAG,
  61         },
  62         {
  63                 .name   = NULL,
  64         },
  65 };
  66
  67 static int fio_e4defrag_init(struct thread_data *td)
  68 {
  69         int r, len = 0;
  70         struct e4defrag_options *o = td->eo;
  71         struct e4defrag_data *ed;
  72         struct stat stub;
  73         char donor_name[PATH_MAX];
  74
  75         if (!strlen(o->donor_name)) {
  76                 log_err("'donorname' options required\n");
  77                 return 1;
  78         }
  79
  80         ed = malloc(sizeof(*ed));
  81         if (!ed) {
  82                 td_verror(td, ENOMEM, "io_queue_init");
  83                 return 1;
  84         }
  85         memset(ed, 0 ,sizeof(*ed));
  86
  87         if (td->o.directory)
  88                 len = sprintf(donor_name, "%s/", td->o.directory);
  89         sprintf(donor_name + len, "%s", o->donor_name);
  90
  91         ed->donor_fd = open(donor_name, O_CREAT|O_WRONLY, 0644);
  92         if (ed->donor_fd < 0) {
  93                 td_verror(td, errno, "io_queue_init");
  94                 log_err("Can't open donor file %s err:%d\n", donor_name, ed->donor_fd);
  95                 free(ed);
  96                 return 1;
  97         }
  98
  99         if (!o->inplace) {
 100                 long long __len = td->o.file_size_high - td->o.start_offset;
 101                 r = fallocate(ed->donor_fd, 0, td->o.start_offset, __len);
 102                 if (r)
 103                         goto err;
 104         }
 105         r = fstat(ed->donor_fd, &stub);
 106         if (r)
 107                 goto err;
 108
 109         ed->bsz = stub.st_blksize;
 110         td->io_ops_data = ed;
 111         return 0;
 112 err:
 113         td_verror(td, errno, "io_queue_init");
 114         close(ed->donor_fd);
 115         free(ed);
 116         return 1;
 117 }
 118
 119 static void fio_e4defrag_cleanup(struct thread_data *td)
 120 {
 121         struct e4defrag_data *ed = td->io_ops_data;
 122         if (ed) {
 123                 if (ed->donor_fd >= 0)
 124                         close(ed->donor_fd);
 125                 free(ed);
 126         }
 127 }
 128
 129
 130 static enum fio_q_status
 131 fio_e4defrag_queue(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 132 {
 133
 134         int ret;
 135         unsigned long long len;
 136         struct move_extent me;
 137         struct fio_file *f = io_u->file;
 138         struct e4defrag_data *ed = td->io_ops_data;
 139         struct e4defrag_options *o = td->eo;
 140
 141         fio_ro_check(td, io_u);
 142
 143         /* Theoretically defragmentation should not change data, but it
 144          * changes data layout. So this function handle only DDIR_WRITE
 145          * in order to satisfy strict read only access pattern
 146          */
 147         if (io_u->ddir != DDIR_WRITE) {
 148                 io_u->error = EINVAL;
 149                 return FIO_Q_COMPLETED;
 150         }
 151
 152         if (o->inplace) {
 153                 ret = fallocate(ed->donor_fd, 0, io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
 154                 if (ret)
 155                         goto out;
 156         }
 157
 158         memset(&me, 0, sizeof(me));
 159         me.donor_fd = ed->donor_fd;
 160         me.orig_start = io_u->offset / ed->bsz;
 161         me.donor_start = me.orig_start;
 162         len = (io_u->offset + io_u->xfer_buflen + ed->bsz -1);
 163         me.len = len / ed->bsz - me.orig_start;
 164
 165         ret = ioctl(f->fd, EXT4_IOC_MOVE_EXT, &me);
 166         len = me.moved_len * ed->bsz;
 167
 168         if (len > io_u->xfer_buflen)
 169                 len = io_u->xfer_buflen;
 170
 171         if (len != io_u->xfer_buflen) {
 172                 if (len) {
 173                         io_u->resid = io_u->xfer_buflen - len;
 174                         io_u->error = 0;
 175                 } else {
 176                         /* access beyond i_size */
 177                         io_u->error = EINVAL;
 178                 }
 179         }
 180         if (ret)
 181                 io_u->error = errno;
 182
 183         if (o->inplace)
 184                 ret = ftruncate(ed->donor_fd, 0);
 185 out:
 186         if (ret && !io_u->error)
 187                 io_u->error = errno;
 188
 189         return FIO_Q_COMPLETED;
 190 }
 191
 192 static struct ioengine_ops ioengine = {
 193         .name                   = "e4defrag",
 194         .version                = FIO_IOOPS_VERSION,
 195         .init                   = fio_e4defrag_init,
 196         .queue                  = fio_e4defrag_queue,
 197         .open_file              = generic_open_file,
 198         .close_file             = generic_close_file,
 199         .get_file_size          = generic_get_file_size,
 200         .flags                  = FIO_SYNCIO,
 201         .cleanup                = fio_e4defrag_cleanup,
 202         .options                = options,
 203         .option_struct_size     = sizeof(struct e4defrag_options),
 204
 205 };
 206
 207 static void fio_init fio_syncio_register(void)
 208 {
 209         register_ioengine(&ioengine);
 210 }
 211
 212 static void fio_exit fio_syncio_unregister(void)
 213 {
 214         unregister_ioengine(&ioengine);
 215 }