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
  27 struct io_sq_ring {
  28         unsigned *head;
  29         unsigned *tail;
  30         unsigned *ring_mask;
  31         unsigned *ring_entries;
  32         unsigned *flags;
  33         unsigned *array;
  34 };
  35
  36 struct io_cq_ring {
  37         unsigned *head;
  38         unsigned *tail;
  39         unsigned *ring_mask;
  40         unsigned *ring_entries;
  41         struct io_uring_cqe *cqes;
  42 };
  43
  44 struct ioring_mmap {
  45         void *ptr;
  46         size_t len;
  47 };
  48
  49 struct ioring_data {
  50         int ring_fd;
  51
  52         struct io_u **io_u_index;
  53
  54         int *fds;
  55
  56         struct io_sq_ring sq_ring;
  57         struct io_uring_sqe *sqes;
  58         struct iovec *iovecs;
  59         unsigned sq_ring_mask;
  60
  61         struct io_cq_ring cq_ring;
  62         unsigned cq_ring_mask;
  63
  64         int queued;
  65         int cq_ring_off;
  66         unsigned iodepth;
  67         bool ioprio_class_set;
  68         bool ioprio_set;
  69
  70         struct ioring_mmap mmap[3];
  71 };
  72
  73 struct ioring_options {
  74         void *pad;
  75         unsigned int hipri;
  76         unsigned int cmdprio_percentage;
  77         unsigned int fixedbufs;
  78         unsigned int registerfiles;
  79         unsigned int sqpoll_thread;
  80         unsigned int sqpoll_set;
  81         unsigned int sqpoll_cpu;
  82         unsigned int nonvectored;
  83         unsigned int uncached;
  84         unsigned int nowait;
  85 };
  86
  87 static const int ddir_to_op[2][2] = {
  88         { IORING_OP_READV, IORING_OP_READ },
  89         { IORING_OP_WRITEV, IORING_OP_WRITE }
  90 };
  91
  92 static const int fixed_ddir_to_op[2] = {
  93         IORING_OP_READ_FIXED,
  94         IORING_OP_WRITE_FIXED
  95 };
  96
  97 static int fio_ioring_sqpoll_cb(void *data, unsigned long long *val)
  98 {
  99         struct ioring_options *o = data;
 100
 101         o->sqpoll_cpu = *val;
 102         o->sqpoll_set = 1;
 103         return 0;
 104 }
 105
 106 static struct fio_option options[] = {
 107         {
 108                 .name   = "hipri",
 109                 .lname  = "High Priority",
 110                 .type   = FIO_OPT_STR_SET,
 111                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, hipri),
 112                 .help   = "Use polled IO completions",
 113                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 114                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 115         },
 116 #ifdef FIO_HAVE_IOPRIO_CLASS
 117         {
 118                 .name   = "cmdprio_percentage",
 119                 .lname  = "high priority percentage",
 120                 .type   = FIO_OPT_INT,
 121                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, cmdprio_percentage),
 122                 .minval = 1,
 123                 .maxval = 100,
 124                 .help   = "Send high priority I/O this percentage of the time",
 125                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 126                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 127         },
 128 #else
 129         {
 130                 .name   = "cmdprio_percentage",
 131                 .lname  = "high priority percentage",
 132                 .type   = FIO_OPT_UNSUPPORTED,
 133                 .help   = "Your platform does not support I/O priority classes",
 134         },
 135 #endif
 136         {
 137                 .name   = "fixedbufs",
 138                 .lname  = "Fixed (pre-mapped) IO buffers",
 139                 .type   = FIO_OPT_STR_SET,
 140                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, fixedbufs),
 141                 .help   = "Pre map IO buffers",
 142                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 143                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 144         },
 145         {
 146                 .name   = "registerfiles",
 147                 .lname  = "Register file set",
 148                 .type   = FIO_OPT_STR_SET,
 149                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, registerfiles),
 150                 .help   = "Pre-open/register files",
 151                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 152                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 153         },
 154         {
 155                 .name   = "sqthread_poll",
 156                 .lname  = "Kernel SQ thread polling",
 157                 .type   = FIO_OPT_INT,
 158                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, sqpoll_thread),
 159                 .help   = "Offload submission/completion to kernel thread",
 160                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 161                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 162         },
 163         {
 164                 .name   = "sqthread_poll_cpu",
 165                 .lname  = "SQ Thread Poll CPU",
 166                 .type   = FIO_OPT_INT,
 167                 .cb     = fio_ioring_sqpoll_cb,
 168                 .help   = "What CPU to run SQ thread polling on",
 169                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 170                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 171         },
 172         {
 173                 .name   = "nonvectored",
 174                 .lname  = "Non-vectored",
 175                 .type   = FIO_OPT_INT,
 176                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, nonvectored),
 177                 .def    = "-1",
 178                 .help   = "Use non-vectored read/write commands",
 179                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 180                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 181         },
 182         {
 183                 .name   = "uncached",
 184                 .lname  = "Uncached",
 185                 .type   = FIO_OPT_INT,
 186                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, uncached),
 187                 .help   = "Use RWF_UNCACHED for buffered read/writes",
 188                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 189                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 190         },
 191         {
 192                 .name   = "nowait",
 193                 .lname  = "RWF_NOWAIT",
 194                 .type   = FIO_OPT_BOOL,
 195                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, nowait),
 196                 .help   = "Use RWF_NOWAIT for reads/writes",
 197                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 198                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 199         },
 200         {
 201                 .name   = NULL,
 202         },
 203 };
 204
 205 static int io_uring_enter(struct ioring_data *ld, unsigned int to_submit,
 206                          unsigned int min_complete, unsigned int flags)
 207 {
 208         return syscall(__NR_io_uring_enter, ld->ring_fd, to_submit,
 209                         min_complete, flags, NULL, 0);
 210 }
 211
 212 static int fio_ioring_prep(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 213 {
 214         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 215         struct ioring_options *o = td->eo;
 216         struct fio_file *f = io_u->file;
 217         struct io_uring_sqe *sqe;
 218
 219         sqe = &ld->sqes[io_u->index];
 220
 221         /* zero out fields not used in this submission */
 222         memset(sqe, 0, sizeof(*sqe));
 223
 224         if (o->registerfiles) {
 225                 sqe->fd = f->engine_pos;
 226                 sqe->flags = IOSQE_FIXED_FILE;
 227         } else {
 228                 sqe->fd = f->fd;
 229         }
 230
 231         if (io_u->ddir == DDIR_READ || io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
 232                 if (o->fixedbufs) {
 233                         sqe->opcode = fixed_ddir_to_op[io_u->ddir];
 234                         sqe->addr = (unsigned long) io_u->xfer_buf;
 235                         sqe->len = io_u->xfer_buflen;
 236                         sqe->buf_index = io_u->index;
 237                 } else {
 238                         struct iovec *iov = &ld->iovecs[io_u->index];
 239
 240                         /*
 241                          * Update based on actual io_u, requeue could have
 242                          * adjusted these
 243                          */
 244                         iov->iov_base = io_u->xfer_buf;
 245                         iov->iov_len = io_u->xfer_buflen;
 246
 247                         sqe->opcode = ddir_to_op[io_u->ddir][!!o->nonvectored];
 248                         if (o->nonvectored) {
 249                                 sqe->addr = (unsigned long) iov->iov_base;
 250                                 sqe->len = iov->iov_len;
 251                         } else {
 252                                 sqe->addr = (unsigned long) iov;
 253                                 sqe->len = 1;
 254                         }
 255                 }
 256                 if (!td->o.odirect && o->uncached)
 257                         sqe->rw_flags = RWF_UNCACHED;
 258                 if (o->nowait)
 259                         sqe->rw_flags |= RWF_NOWAIT;
 260                 if (ld->ioprio_class_set)
 261                         sqe->ioprio = td->o.ioprio_class << 13;
 262                 if (ld->ioprio_set)
 263                         sqe->ioprio |= td->o.ioprio;
 264                 sqe->off = io_u->offset;
 265         } else if (ddir_sync(io_u->ddir)) {
 266                 if (io_u->ddir == DDIR_SYNC_FILE_RANGE) {
 267                         sqe->off = f->first_write;
 268                         sqe->len = f->last_write - f->first_write;
 269                         sqe->sync_range_flags = td->o.sync_file_range;
 270                         sqe->opcode = IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE;
 271                 } else {
 272                         if (io_u->ddir == DDIR_DATASYNC)
 273                                 sqe->fsync_flags |= IORING_FSYNC_DATASYNC;
 274                         sqe->opcode = IORING_OP_FSYNC;
 275                 }
 276         }
 277
 278         sqe->user_data = (unsigned long) io_u;
 279         return 0;
 280 }
 281
 282 static struct io_u *fio_ioring_event(struct thread_data *td, int event)
 283 {
 284         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 285         struct io_uring_cqe *cqe;
 286         struct io_u *io_u;
 287         unsigned index;
 288
 289         index = (event + ld->cq_ring_off) & ld->cq_ring_mask;
 290
 291         cqe = &ld->cq_ring.cqes[index];
 292         io_u = (struct io_u *) (uintptr_t) cqe->user_data;
 293
 294         if (cqe->res != io_u->xfer_buflen) {
 295                 if (cqe->res > io_u->xfer_buflen)
 296                         io_u->error = -cqe->res;
 297                 else
 298                         io_u->resid = io_u->xfer_buflen - cqe->res;
 299         } else
 300                 io_u->error = 0;
 301
 302         return io_u;
 303 }
 304
 305 static int fio_ioring_cqring_reap(struct thread_data *td, unsigned int events,
 306                                    unsigned int max)
 307 {
 308         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 309         struct io_cq_ring *ring = &ld->cq_ring;
 310         unsigned head, reaped = 0;
 311
 312         head = *ring->head;
 313         do {
 314                 if (head == atomic_load_acquire(ring->tail))
 315                         break;
 316                 reaped++;
 317                 head++;
 318         } while (reaped + events < max);
 319
 320         if (reaped)
 321                 atomic_store_release(ring->head, head);
 322
 323         return reaped;
 324 }
 325
 326 static int fio_ioring_getevents(struct thread_data *td, unsigned int min,
 327                                 unsigned int max, const struct timespec *t)
 328 {
 329         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 330         unsigned actual_min = td->o.iodepth_batch_complete_min == 0 ? 0 : min;
 331         struct ioring_options *o = td->eo;
 332         struct io_cq_ring *ring = &ld->cq_ring;
 333         unsigned events = 0;
 334         int r;
 335
 336         ld->cq_ring_off = *ring->head;
 337         do {
 338                 r = fio_ioring_cqring_reap(td, events, max);
 339                 if (r) {
 340                         events += r;
 341                         if (actual_min != 0)
 342                                 actual_min -= r;
 343                         continue;
 344                 }
 345
 346                 if (!o->sqpoll_thread) {
 347                         r = io_uring_enter(ld, 0, actual_min,
 348                                                 IORING_ENTER_GETEVENTS);
 349                         if (r < 0) {
 350                                 if (errno == EAGAIN || errno == EINTR)
 351                                         continue;
 352                                 td_verror(td, errno, "io_uring_enter");
 353                                 break;
 354                         }
 355                 }
 356         } while (events < min);
 357
 358         return r < 0 ? r : events;
 359 }
 360
 361 static void fio_ioring_prio_prep(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 362 {
 363         struct ioring_options *o = td->eo;
 364         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 365         if (rand_between(&td->prio_state, 0, 99) < o->cmdprio_percentage) {
 366                 ld->sqes[io_u->index].ioprio = IOPRIO_CLASS_RT << IOPRIO_CLASS_SHIFT;
 367                 io_u->flags |= IO_U_F_PRIORITY;
 368         }
 369         return;
 370 }
 371
 372 static enum fio_q_status fio_ioring_queue(struct thread_data *td,
 373                                           struct io_u *io_u)
 374 {
 375         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 376         struct io_sq_ring *ring = &ld->sq_ring;
 377         struct ioring_options *o = td->eo;
 378         unsigned tail, next_tail;
 379
 380         fio_ro_check(td, io_u);
 381
 382         if (ld->queued == ld->iodepth)
 383                 return FIO_Q_BUSY;
 384
 385         if (io_u->ddir == DDIR_TRIM) {
 386                 if (ld->queued)
 387                         return FIO_Q_BUSY;
 388
 389                 do_io_u_trim(td, io_u);
 390                 io_u_mark_submit(td, 1);
 391                 io_u_mark_complete(td, 1);
 392                 return FIO_Q_COMPLETED;
 393         }
 394
 395         tail = *ring->tail;
 396         next_tail = tail + 1;
 397         if (next_tail == atomic_load_acquire(ring->head))
 398                 return FIO_Q_BUSY;
 399
 400         if (o->cmdprio_percentage)
 401                 fio_ioring_prio_prep(td, io_u);
 402         ring->array[tail & ld->sq_ring_mask] = io_u->index;
 403         atomic_store_release(ring->tail, next_tail);
 404
 405         ld->queued++;
 406         return FIO_Q_QUEUED;
 407 }
 408
 409 static void fio_ioring_queued(struct thread_data *td, int start, int nr)
 410 {
 411         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 412         struct timespec now;
 413
 414         if (!fio_fill_issue_time(td))
 415                 return;
 416
 417         fio_gettime(&now, NULL);
 418
 419         while (nr--) {
 420                 struct io_sq_ring *ring = &ld->sq_ring;
 421                 int index = ring->array[start & ld->sq_ring_mask];
 422                 struct io_u *io_u = ld->io_u_index[index];
 423
 424                 memcpy(&io_u->issue_time, &now, sizeof(now));
 425                 io_u_queued(td, io_u);
 426
 427                 start++;
 428         }
 429 }
 430
 431 static int fio_ioring_commit(struct thread_data *td)
 432 {
 433         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 434         struct ioring_options *o = td->eo;
 435         int ret;
 436
 437         if (!ld->queued)
 438                 return 0;
 439
 440         /*
 441          * Kernel side does submission. just need to check if the ring is
 442          * flagged as needing a kick, if so, call io_uring_enter(). This
 443          * only happens if we've been idle too long.
 444          */
 445         if (o->sqpoll_thread) {
 446                 struct io_sq_ring *ring = &ld->sq_ring;
 447
 448                 read_barrier();
 449                 if (*ring->flags & IORING_SQ_NEED_WAKEUP)
 450                         io_uring_enter(ld, ld->queued, 0,
 451                                         IORING_ENTER_SQ_WAKEUP);
 452                 ld->queued = 0;
 453                 return 0;
 454         }
 455
 456         do {
 457                 unsigned start = *ld->sq_ring.head;
 458                 long nr = ld->queued;
 459
 460                 ret = io_uring_enter(ld, nr, 0, IORING_ENTER_GETEVENTS);
 461                 if (ret > 0) {
 462                         fio_ioring_queued(td, start, ret);
 463                         io_u_mark_submit(td, ret);
 464
 465                         ld->queued -= ret;
 466                         ret = 0;
 467                 } else if (!ret) {
 468                         io_u_mark_submit(td, ret);
 469                         continue;
 470                 } else {
 471                         if (errno == EAGAIN || errno == EINTR) {
 472                                 ret = fio_ioring_cqring_reap(td, 0, ld->queued);
 473                                 if (ret)
 474                                         continue;
 475                                 /* Shouldn't happen */
 476                                 usleep(1);
 477                                 continue;
 478                         }
 479                         td_verror(td, errno, "io_uring_enter submit");
 480                         break;
 481                 }
 482         } while (ld->queued);
 483
 484         return ret;
 485 }
 486
 487 static void fio_ioring_unmap(struct ioring_data *ld)
 488 {
 489         int i;
 490
 491         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(ld->mmap); i++)
 492                 munmap(ld->mmap[i].ptr, ld->mmap[i].len);
 493         close(ld->ring_fd);
 494 }
 495
 496 static void fio_ioring_cleanup(struct thread_data *td)
 497 {
 498         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 499
 500         if (ld) {
 501                 if (!(td->flags & TD_F_CHILD))
 502                         fio_ioring_unmap(ld);
 503
 504                 free(ld->io_u_index);
 505                 free(ld->iovecs);
 506                 free(ld->fds);
 507                 free(ld);
 508         }
 509 }
 510
 511 static int fio_ioring_mmap(struct ioring_data *ld, struct io_uring_params *p)
 512 {
 513         struct io_sq_ring *sring = &ld->sq_ring;
 514         struct io_cq_ring *cring = &ld->cq_ring;
 515         void *ptr;
 516
 517         ld->mmap[0].len = p->sq_off.array + p->sq_entries * sizeof(__u32);
 518         ptr = mmap(0, ld->mmap[0].len, PROT_READ | PROT_WRITE,
 519                         MAP_SHARED | MAP_POPULATE, ld->ring_fd,
 520                         IORING_OFF_SQ_RING);
 521         ld->mmap[0].ptr = ptr;
 522         sring->head = ptr + p->sq_off.head;
 523         sring->tail = ptr + p->sq_off.tail;
 524         sring->ring_mask = ptr + p->sq_off.ring_mask;
 525         sring->ring_entries = ptr + p->sq_off.ring_entries;
 526         sring->flags = ptr + p->sq_off.flags;
 527         sring->array = ptr + p->sq_off.array;
 528         ld->sq_ring_mask = *sring->ring_mask;
 529
 530         ld->mmap[1].len = p->sq_entries * sizeof(struct io_uring_sqe);
 531         ld->sqes = mmap(0, ld->mmap[1].len, PROT_READ | PROT_WRITE,
 532                                 MAP_SHARED | MAP_POPULATE, ld->ring_fd,
 533                                 IORING_OFF_SQES);
 534         ld->mmap[1].ptr = ld->sqes;
 535
 536         ld->mmap[2].len = p->cq_off.cqes +
 537                                 p->cq_entries * sizeof(struct io_uring_cqe);
 538         ptr = mmap(0, ld->mmap[2].len, PROT_READ | PROT_WRITE,
 539                         MAP_SHARED | MAP_POPULATE, ld->ring_fd,
 540                         IORING_OFF_CQ_RING);
 541         ld->mmap[2].ptr = ptr;
 542         cring->head = ptr + p->cq_off.head;
 543         cring->tail = ptr + p->cq_off.tail;
 544         cring->ring_mask = ptr + p->cq_off.ring_mask;
 545         cring->ring_entries = ptr + p->cq_off.ring_entries;
 546         cring->cqes = ptr + p->cq_off.cqes;
 547         ld->cq_ring_mask = *cring->ring_mask;
 548         return 0;
 549 }
 550
 551 static void fio_ioring_probe(struct thread_data *td)
 552 {
 553         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 554         struct ioring_options *o = td->eo;
 555         struct io_uring_probe *p;
 556         int ret;
 557
 558         /* already set by user, don't touch */
 559         if (o->nonvectored != -1)
 560                 return;
 561
 562         /* default to off, as that's always safe */
 563         o->nonvectored = 0;
 564
 565         p = malloc(sizeof(*p) + 256 * sizeof(struct io_uring_probe_op));
 566         if (!p)
 567                 return;
 568
 569         memset(p, 0, sizeof(*p) + 256 * sizeof(struct io_uring_probe_op));
 570         ret = syscall(__NR_io_uring_register, ld->ring_fd,
 571                         IORING_REGISTER_PROBE, p, 256);
 572         if (ret < 0)
 573                 goto out;
 574
 575         if (IORING_OP_WRITE > p->ops_len)
 576                 goto out;
 577
 578         if ((p->ops[IORING_OP_READ].flags & IO_URING_OP_SUPPORTED) &&
 579             (p->ops[IORING_OP_WRITE].flags & IO_URING_OP_SUPPORTED))
 580                 o->nonvectored = 1;
 581 out:
 582         free(p);
 583 }
 584
 585 static int fio_ioring_queue_init(struct thread_data *td)
 586 {
 587         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 588         struct ioring_options *o = td->eo;
 589         int depth = td->o.iodepth;
 590         struct io_uring_params p;
 591         int ret;
 592
 593         memset(&p, 0, sizeof(p));
 594
 595         if (o->hipri)
 596                 p.flags |= IORING_SETUP_IOPOLL;
 597         if (o->sqpoll_thread) {
 598                 p.flags |= IORING_SETUP_SQPOLL;
 599                 if (o->sqpoll_set) {
 600                         p.flags |= IORING_SETUP_SQ_AFF;
 601                         p.sq_thread_cpu = o->sqpoll_cpu;
 602                 }
 603         }
 604
 605         ret = syscall(__NR_io_uring_setup, depth, &p);
 606         if (ret < 0)
 607                 return ret;
 608
 609         ld->ring_fd = ret;
 610
 611         fio_ioring_probe(td);
 612
 613         if (o->fixedbufs) {
 614                 ret = syscall(__NR_io_uring_register, ld->ring_fd,
 615                                 IORING_REGISTER_BUFFERS, ld->iovecs, depth);
 616                 if (ret < 0)
 617                         return ret;
 618         }
 619
 620         return fio_ioring_mmap(ld, &p);
 621 }
 622
 623 static int fio_ioring_register_files(struct thread_data *td)
 624 {
 625         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 626         struct fio_file *f;
 627         unsigned int i;
 628         int ret;
 629
 630         ld->fds = calloc(td->o.nr_files, sizeof(int));
 631
 632         for_each_file(td, f, i) {
 633                 ret = generic_open_file(td, f);
 634                 if (ret)
 635                         goto err;
 636                 ld->fds[i] = f->fd;
 637                 f->engine_pos = i;
 638         }
 639
 640         ret = syscall(__NR_io_uring_register, ld->ring_fd,
 641                         IORING_REGISTER_FILES, ld->fds, td->o.nr_files);
 642         if (ret) {
 643 err:
 644                 free(ld->fds);
 645                 ld->fds = NULL;
 646         }
 647
 648         /*
 649          * Pretend the file is closed again, and really close it if we hit
 650          * an error.
 651          */
 652         for_each_file(td, f, i) {
 653                 if (ret) {
 654                         int fio_unused ret2;
 655                         ret2 = generic_close_file(td, f);
 656                 } else
 657                         f->fd = -1;
 658         }
 659
 660         return ret;
 661 }
 662
 663 static int fio_ioring_post_init(struct thread_data *td)
 664 {
 665         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 666         struct ioring_options *o = td->eo;
 667         struct io_u *io_u;
 668         int err, i;
 669
 670         for (i = 0; i < td->o.iodepth; i++) {
 671                 struct iovec *iov = &ld->iovecs[i];
 672
 673                 io_u = ld->io_u_index[i];
 674                 iov->iov_base = io_u->buf;
 675                 iov->iov_len = td_max_bs(td);
 676         }
 677
 678         err = fio_ioring_queue_init(td);
 679         if (err) {
 680                 td_verror(td, errno, "io_queue_init");
 681                 return 1;
 682         }
 683
 684         if (o->registerfiles) {
 685                 err = fio_ioring_register_files(td);
 686                 if (err) {
 687                         td_verror(td, errno, "ioring_register_files");
 688                         return 1;
 689                 }
 690         }
 691
 692         return 0;
 693 }
 694
 695 static int fio_ioring_init(struct thread_data *td)
 696 {
 697         struct ioring_options *o = td->eo;
 698         struct ioring_data *ld;
 699         struct thread_options *to = &td->o;
 700
 701         /* sqthread submission requires registered files */
 702         if (o->sqpoll_thread)
 703                 o->registerfiles = 1;
 704
 705         if (o->registerfiles && td->o.nr_files != td->o.open_files) {
 706                 log_err("fio: io_uring registered files require nr_files to "
 707                         "be identical to open_files\n");
 708                 return 1;
 709         }
 710
 711         ld = calloc(1, sizeof(*ld));
 712
 713         /* ring depth must be a power-of-2 */
 714         ld->iodepth = td->o.iodepth;
 715         td->o.iodepth = roundup_pow2(td->o.iodepth);
 716
 717         /* io_u index */
 718         ld->io_u_index = calloc(td->o.iodepth, sizeof(struct io_u *));
 719         ld->iovecs = calloc(td->o.iodepth, sizeof(struct iovec));
 720
 721         td->io_ops_data = ld;
 722
 723         /*
 724          * Check for option conflicts
 725          */
 726         if ((fio_option_is_set(to, ioprio) || fio_option_is_set(to, ioprio_class)) &&
 727                         o->cmdprio_percentage != 0) {
 728                 log_err("%s: cmdprio_percentage option and mutually exclusive "
 729                                 "prio or prioclass option is set, exiting\n", to->name);
 730                 td_verror(td, EINVAL, "fio_io_uring_init");
 731                 return 1;
 732         }
 733
 734         if (fio_option_is_set(&td->o, ioprio_class))
 735                 ld->ioprio_class_set = true;
 736         if (fio_option_is_set(&td->o, ioprio))
 737                 ld->ioprio_set = true;
 738
 739         return 0;
 740 }
 741
 742 static int fio_ioring_io_u_init(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 743 {
 744         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 745
 746         ld->io_u_index[io_u->index] = io_u;
 747         return 0;
 748 }
 749
 750 static int fio_ioring_open_file(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 751 {
 752         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 753         struct ioring_options *o = td->eo;
 754
 755         if (!ld || !o->registerfiles)
 756                 return generic_open_file(td, f);
 757
 758         f->fd = ld->fds[f->engine_pos];
 759         return 0;
 760 }
 761
 762 static int fio_ioring_close_file(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 763 {
 764         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 765         struct ioring_options *o = td->eo;
 766
 767         if (!ld || !o->registerfiles)
 768                 return generic_close_file(td, f);
 769
 770         f->fd = -1;
 771         return 0;
 772 }
 773
 774 static struct ioengine_ops ioengine = {
 775         .name                   = "io_uring",
 776         .version                = FIO_IOOPS_VERSION,
 777         .flags                  = FIO_ASYNCIO_SYNC_TRIM,
 778         .init                   = fio_ioring_init,
 779         .post_init              = fio_ioring_post_init,
 780         .io_u_init              = fio_ioring_io_u_init,
 781         .prep                   = fio_ioring_prep,
 782         .queue                  = fio_ioring_queue,
 783         .commit                 = fio_ioring_commit,
 784         .getevents              = fio_ioring_getevents,
 785         .event                  = fio_ioring_event,
 786         .cleanup                = fio_ioring_cleanup,
 787         .open_file              = fio_ioring_open_file,
 788         .close_file             = fio_ioring_close_file,
 789         .get_file_size          = generic_get_file_size,
 790         .options                = options,
 791         .option_struct_size     = sizeof(struct ioring_options),
 792 };
 793
 794 static void fio_init fio_ioring_register(void)
 795 {
 796         register_ioengine(&ioengine);
 797 }
 798
 799 static void fio_exit fio_ioring_unregister(void)
 800 {
 801         unregister_ioengine(&ioengine);
 802 }
 803 #endif