engines/net.c

   1 /*
   2  * net engine
   3  *
   4  * IO engine that reads/writes to/from sockets.
   5  *
   6  */
   7 #include <stdio.h>
   8 #include <stdlib.h>
   9 #include <unistd.h>
  10 #include <signal.h>
  11 #include <errno.h>
  12 #include <assert.h>
  13 #include <netinet/in.h>
  14 #include <netinet/tcp.h>
  15 #include <arpa/inet.h>
  16 #include <netdb.h>
  17 #include <sys/poll.h>
  18 #include <sys/types.h>
  19 #include <sys/stat.h>
  20 #include <sys/socket.h>
  21 #include <sys/un.h>
  22
  23 #include "../fio.h"
  24
  25 struct netio_data {
  26         int listenfd;
  27         int use_splice;
  28         int pipes[2];
  29         struct sockaddr_in addr;
  30         struct sockaddr_un addr_un;
  31 };
  32
  33 struct netio_options {
  34         struct thread_data *td;
  35         unsigned int port;
  36         unsigned int proto;
  37         unsigned int listen;
  38         unsigned int pingpong;
  39         unsigned int nodelay;
  40         char * interface;
  41 };
  42
  43 struct udp_close_msg {
  44         uint32_t magic;
  45         uint32_t cmd;
  46 };
  47
  48 enum {
  49         FIO_LINK_CLOSE = 0x89,
  50         FIO_LINK_OPEN_CLOSE_MAGIC = 0x6c696e6b,
  51         FIO_LINK_OPEN = 0x98,
  52
  53         FIO_TYPE_TCP    = 1,
  54         FIO_TYPE_UDP    = 2,
  55         FIO_TYPE_UNIX   = 3,
  56 };
  57
  58 static int str_hostname_cb(void *data, const char *input);
  59 static struct fio_option options[] = {
  60         {
  61                 .name   = "hostname",
  62                 .lname  = "net engine hostname",
  63                 .type   = FIO_OPT_STR_STORE,
  64                 .cb     = str_hostname_cb,
  65                 .help   = "Hostname for net IO engine",
  66                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
  67                 .group  = FIO_OPT_G_NETIO,
  68         },
  69         {
  70                 .name   = "port",
  71                 .lname  = "net engine port",
  72                 .type   = FIO_OPT_INT,
  73                 .off1   = offsetof(struct netio_options, port),
  74                 .minval = 1,
  75                 .maxval = 65535,
  76                 .help   = "Port to use for TCP or UDP net connections",
  77                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
  78                 .group  = FIO_OPT_G_NETIO,
  79         },
  80         {
  81                 .name   = "protocol",
  82                 .lname  = "net engine protocol",
  83                 .alias  = "proto",
  84                 .type   = FIO_OPT_STR,
  85                 .off1   = offsetof(struct netio_options, proto),
  86                 .help   = "Network protocol to use",
  87                 .def    = "tcp",
  88                 .posval = {
  89                           { .ival = "tcp",
  90                             .oval = FIO_TYPE_TCP,
  91                             .help = "Transmission Control Protocol",
  92                           },
  93                           { .ival = "udp",
  94                             .oval = FIO_TYPE_UDP,
  95                             .help = "User Datagram Protocol",
  96                           },
  97                           { .ival = "unix",
  98                             .oval = FIO_TYPE_UNIX,
  99                             .help = "UNIX domain socket",
 100                           },
 101                 },
 102                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 103                 .group  = FIO_OPT_G_NETIO,
 104         },
 105 #ifdef CONFIG_TCP_NODELAY
 106         {
 107                 .name   = "nodelay",
 108                 .type   = FIO_OPT_BOOL,
 109                 .off1   = offsetof(struct netio_options, nodelay),
 110                 .help   = "Use TCP_NODELAY on TCP connections",
 111                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 112                 .group  = FIO_OPT_G_NETIO,
 113         },
 114 #endif
 115         {
 116                 .name   = "listen",
 117                 .lname  = "net engine listen",
 118                 .type   = FIO_OPT_STR_SET,
 119                 .off1   = offsetof(struct netio_options, listen),
 120                 .help   = "Listen for incoming TCP connections",
 121                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 122                 .group  = FIO_OPT_G_NETIO,
 123         },
 124         {
 125                 .name   = "pingpong",
 126                 .type   = FIO_OPT_STR_SET,
 127                 .off1   = offsetof(struct netio_options, pingpong),
 128                 .help   = "Ping-pong IO requests",
 129                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 130                 .group  = FIO_OPT_G_NETIO,
 131         },
 132         {
 133                 .name   = "interface",
 134                 .lname  = "net engine interface",
 135                 .type   = FIO_OPT_STR_STORE,
 136                 .off1   = offsetof(struct netio_options, interface),
 137                 .help   = "Network interface to use",
 138                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 139                 .group  = FIO_OPT_G_NETIO,
 140         },
 141         {
 142                 .name   = NULL,
 143         },
 144 };
 145
 146 /*
 147  * Return -1 for error and 'nr events' for a positive number
 148  * of events
 149  */
 150 static int poll_wait(struct thread_data *td, int fd, short events)
 151 {
 152         struct pollfd pfd;
 153         int ret;
 154
 155         while (!td->terminate) {
 156                 pfd.fd = fd;
 157                 pfd.events = events;
 158                 ret = poll(&pfd, 1, -1);
 159                 if (ret < 0) {
 160                         if (errno == EINTR)
 161                                 break;
 162
 163                         td_verror(td, errno, "poll");
 164                         return -1;
 165                 } else if (!ret)
 166                         continue;
 167
 168                 break;
 169         }
 170
 171         if (pfd.revents & events)
 172                 return 1;
 173
 174         return -1;
 175 }
 176
 177 static int fio_netio_is_multicast(const char *mcaddr)
 178 {
 179         in_addr_t addr = inet_network(mcaddr);
 180         if (addr == -1)
 181                 return 0;
 182
 183         if (inet_network("224.0.0.0") <= addr &&
 184             inet_network("239.255.255.255") >= addr)
 185                 return 1;
 186
 187         return 0;
 188 }
 189
 190
 191 static int fio_netio_prep(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 192 {
 193         struct netio_options *o = td->eo;
 194
 195         /*
 196          * Make sure we don't see spurious reads to a receiver, and vice versa
 197          */
 198         if (o->proto == FIO_TYPE_TCP)
 199                 return 0;
 200
 201         if ((o->listen && io_u->ddir == DDIR_WRITE) ||
 202             (!o->listen && io_u->ddir == DDIR_READ)) {
 203                 td_verror(td, EINVAL, "bad direction");
 204                 return 1;
 205         }
 206
 207         return 0;
 208 }
 209
 210 #ifdef CONFIG_LINUX_SPLICE
 211 static int splice_io_u(int fdin, int fdout, unsigned int len)
 212 {
 213         int bytes = 0;
 214
 215         while (len) {
 216                 int ret = splice(fdin, NULL, fdout, NULL, len, 0);
 217
 218                 if (ret < 0) {
 219                         if (!bytes)
 220                                 bytes = ret;
 221
 222                         break;
 223                 } else if (!ret)
 224                         break;
 225
 226                 bytes += ret;
 227                 len -= ret;
 228         }
 229
 230         return bytes;
 231 }
 232
 233 /*
 234  * Receive bytes from a socket and fill them into the internal pipe
 235  */
 236 static int splice_in(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 237 {
 238         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 239
 240         return splice_io_u(io_u->file->fd, nd->pipes[1], io_u->xfer_buflen);
 241 }
 242
 243 /*
 244  * Transmit 'len' bytes from the internal pipe
 245  */
 246 static int splice_out(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 247                       unsigned int len)
 248 {
 249         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 250
 251         return splice_io_u(nd->pipes[0], io_u->file->fd, len);
 252 }
 253
 254 static int vmsplice_io_u(struct io_u *io_u, int fd, unsigned int len)
 255 {
 256         struct iovec iov = {
 257                 .iov_base = io_u->xfer_buf,
 258                 .iov_len = len,
 259         };
 260         int bytes = 0;
 261
 262         while (iov.iov_len) {
 263                 int ret = vmsplice(fd, &iov, 1, SPLICE_F_MOVE);
 264
 265                 if (ret < 0) {
 266                         if (!bytes)
 267                                 bytes = ret;
 268                         break;
 269                 } else if (!ret)
 270                         break;
 271
 272                 iov.iov_len -= ret;
 273                 iov.iov_base += ret;
 274                 bytes += ret;
 275         }
 276
 277         return bytes;
 278
 279 }
 280
 281 /*
 282  * vmsplice() pipe to io_u buffer
 283  */
 284 static int vmsplice_io_u_out(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 285                              unsigned int len)
 286 {
 287         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 288
 289         return vmsplice_io_u(io_u, nd->pipes[0], len);
 290 }
 291
 292 /*
 293  * vmsplice() io_u to pipe
 294  */
 295 static int vmsplice_io_u_in(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 296 {
 297         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 298
 299         return vmsplice_io_u(io_u, nd->pipes[1], io_u->xfer_buflen);
 300 }
 301
 302 /*
 303  * splice receive - transfer socket data into a pipe using splice, then map
 304  * that pipe data into the io_u using vmsplice.
 305  */
 306 static int fio_netio_splice_in(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 307 {
 308         int ret;
 309
 310         ret = splice_in(td, io_u);
 311         if (ret > 0)
 312                 return vmsplice_io_u_out(td, io_u, ret);
 313
 314         return ret;
 315 }
 316
 317 /*
 318  * splice transmit - map data from the io_u into a pipe by using vmsplice,
 319  * then transfer that pipe to a socket using splice.
 320  */
 321 static int fio_netio_splice_out(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 322 {
 323         int ret;
 324
 325         ret = vmsplice_io_u_in(td, io_u);
 326         if (ret > 0)
 327                 return splice_out(td, io_u, ret);
 328
 329         return ret;
 330 }
 331 #else
 332 static int fio_netio_splice_in(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 333 {
 334         errno = EOPNOTSUPP;
 335         return -1;
 336 }
 337
 338 static int fio_netio_splice_out(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 339 {
 340         errno = EOPNOTSUPP;
 341         return -1;
 342 }
 343 #endif
 344
 345 static int fio_netio_send(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 346 {
 347         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 348         struct netio_options *o = td->eo;
 349         int ret, flags = 0;
 350
 351         do {
 352                 if (o->proto == FIO_TYPE_UDP) {
 353                         struct sockaddr *to = (struct sockaddr *) &nd->addr;
 354
 355                         ret = sendto(io_u->file->fd, io_u->xfer_buf,
 356                                         io_u->xfer_buflen, flags, to,
 357                                         sizeof(*to));
 358                 } else {
 359                         /*
 360                          * if we are going to write more, set MSG_MORE
 361                          */
 362 #ifdef MSG_MORE
 363                         if ((td->this_io_bytes[DDIR_WRITE] + io_u->xfer_buflen <
 364                             td->o.size) && !o->pingpong)
 365                                 flags |= MSG_MORE;
 366 #endif
 367                         ret = send(io_u->file->fd, io_u->xfer_buf,
 368                                         io_u->xfer_buflen, flags);
 369                 }
 370                 if (ret > 0)
 371                         break;
 372
 373                 ret = poll_wait(td, io_u->file->fd, POLLOUT);
 374                 if (ret <= 0)
 375                         break;
 376         } while (1);
 377
 378         return ret;
 379 }
 380
 381 static int is_udp_close(struct io_u *io_u, int len)
 382 {
 383         struct udp_close_msg *msg;
 384
 385         if (len != sizeof(struct udp_close_msg))
 386                 return 0;
 387
 388         msg = io_u->xfer_buf;
 389         if (ntohl(msg->magic) != FIO_LINK_OPEN_CLOSE_MAGIC)
 390                 return 0;
 391         if (ntohl(msg->cmd) != FIO_LINK_CLOSE)
 392                 return 0;
 393
 394         return 1;
 395 }
 396
 397 static int fio_netio_recv(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 398 {
 399         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 400         struct netio_options *o = td->eo;
 401         int ret, flags = 0;
 402
 403         do {
 404                 if (o->proto == FIO_TYPE_UDP) {
 405                         socklen_t l;
 406                         socklen_t *len = &l;
 407                         struct sockaddr *from;
 408
 409                         if (o->listen) {
 410                                 from = (struct sockaddr *) &nd->addr;
 411                                 *len = sizeof(nd->addr);
 412                         } else {
 413                                 from = NULL;
 414                                 len = NULL;
 415                         }
 416
 417                         ret = recvfrom(io_u->file->fd, io_u->xfer_buf,
 418                                         io_u->xfer_buflen, flags, from, len);
 419                         if (is_udp_close(io_u, ret)) {
 420                                 td->done = 1;
 421                                 return 0;
 422                         }
 423                 } else {
 424                         ret = recv(io_u->file->fd, io_u->xfer_buf,
 425                                         io_u->xfer_buflen, flags);
 426                 }
 427                 if (ret > 0)
 428                         break;
 429                 else if (!ret && (flags & MSG_WAITALL))
 430                         break;
 431
 432                 ret = poll_wait(td, io_u->file->fd, POLLIN);
 433                 if (ret <= 0)
 434                         break;
 435                 flags |= MSG_WAITALL;
 436         } while (1);
 437
 438         return ret;
 439 }
 440
 441 static int __fio_netio_queue(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 442                              enum fio_ddir ddir)
 443 {
 444         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 445         struct netio_options *o = td->eo;
 446         int ret;
 447
 448         if (ddir == DDIR_WRITE) {
 449                 if (!nd->use_splice || o->proto == FIO_TYPE_UDP ||
 450                     o->proto == FIO_TYPE_UNIX)
 451                         ret = fio_netio_send(td, io_u);
 452                 else
 453                         ret = fio_netio_splice_out(td, io_u);
 454         } else if (ddir == DDIR_READ) {
 455                 if (!nd->use_splice || o->proto == FIO_TYPE_UDP ||
 456                     o->proto == FIO_TYPE_UNIX)
 457                         ret = fio_netio_recv(td, io_u);
 458                 else
 459                         ret = fio_netio_splice_in(td, io_u);
 460         } else
 461                 ret = 0;        /* must be a SYNC */
 462
 463         if (ret != (int) io_u->xfer_buflen) {
 464                 if (ret >= 0) {
 465                         io_u->resid = io_u->xfer_buflen - ret;
 466                         io_u->error = 0;
 467                         return FIO_Q_COMPLETED;
 468                 } else {
 469                         int err = errno;
 470
 471                         if (ddir == DDIR_WRITE && err == EMSGSIZE)
 472                                 return FIO_Q_BUSY;
 473
 474                         io_u->error = err;
 475                 }
 476         }
 477
 478         if (io_u->error)
 479                 td_verror(td, io_u->error, "xfer");
 480
 481         return FIO_Q_COMPLETED;
 482 }
 483
 484 static int fio_netio_queue(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 485 {
 486         struct netio_options *o = td->eo;
 487         int ret;
 488
 489         fio_ro_check(td, io_u);
 490
 491         ret = __fio_netio_queue(td, io_u, io_u->ddir);
 492         if (!o->pingpong || ret != FIO_Q_COMPLETED)
 493                 return ret;
 494
 495         /*
 496          * For ping-pong mode, receive or send reply as needed
 497          */
 498         if (td_read(td) && io_u->ddir == DDIR_READ)
 499                 ret = __fio_netio_queue(td, io_u, DDIR_WRITE);
 500         else if (td_write(td) && io_u->ddir == DDIR_WRITE)
 501                 ret = __fio_netio_queue(td, io_u, DDIR_READ);
 502
 503         return ret;
 504 }
 505
 506 static int fio_netio_connect(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 507 {
 508         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 509         struct netio_options *o = td->eo;
 510         int type, domain;
 511
 512         if (o->proto == FIO_TYPE_TCP) {
 513                 domain = AF_INET;
 514                 type = SOCK_STREAM;
 515         } else if (o->proto == FIO_TYPE_UDP) {
 516                 domain = AF_INET;
 517                 type = SOCK_DGRAM;
 518         } else if (o->proto == FIO_TYPE_UNIX) {
 519                 domain = AF_UNIX;
 520                 type = SOCK_STREAM;
 521         } else {
 522                 log_err("fio: bad network type %d\n", o->proto);
 523                 f->fd = -1;
 524                 return 1;
 525         }
 526
 527         f->fd = socket(domain, type, 0);
 528         if (f->fd < 0) {
 529                 td_verror(td, errno, "socket");
 530                 return 1;
 531         }
 532
 533 #ifdef CONFIG_TCP_NODELAY
 534         if (o->nodelay && o->proto == FIO_TYPE_TCP) {
 535                 int optval = 1;
 536
 537                 if (setsockopt(f->fd, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, (void *) &optval, sizeof(int)) < 0) {
 538                         log_err("fio: cannot set TCP_NODELAY option on socket (%s), disable with 'nodelay=0'\n", strerror(errno));
 539                         return 1;
 540                 }
 541         }
 542 #endif
 543
 544         if (o->proto == FIO_TYPE_UDP) {
 545                 if (o->interface && fio_netio_is_multicast(td->o.filename)) {
 546                         struct in_addr interface_addr;
 547                         if (inet_aton(o->interface, &interface_addr) == 0) {
 548                                 log_err("fio: interface not valid interface IP\n");
 549                                 close(f->fd);
 550                                 return 1;
 551                         }
 552                         if (setsockopt(f->fd, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_IF, &interface_addr, sizeof(interface_addr)) < 0) {
 553                                 td_verror(td, errno, "setsockopt IP_MULTICAST_IF");
 554                                 close(f->fd);
 555                                 return 1;
 556                         }
 557                 }
 558                 return 0;
 559         } else if (o->proto == FIO_TYPE_TCP) {
 560                 socklen_t len = sizeof(nd->addr);
 561
 562                 if (connect(f->fd, (struct sockaddr *) &nd->addr, len) < 0) {
 563                         td_verror(td, errno, "connect");
 564                         close(f->fd);
 565                         return 1;
 566                 }
 567         } else {
 568                 struct sockaddr_un *addr = &nd->addr_un;
 569                 socklen_t len;
 570
 571                 len = sizeof(addr->sun_family) + strlen(addr->sun_path) + 1;
 572
 573                 if (connect(f->fd, (struct sockaddr *) addr, len) < 0) {
 574                         td_verror(td, errno, "connect");
 575                         close(f->fd);
 576                         return 1;
 577                 }
 578         }
 579
 580         return 0;
 581 }
 582
 583 static int fio_netio_accept(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 584 {
 585         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 586         struct netio_options *o = td->eo;
 587         socklen_t socklen = sizeof(nd->addr);
 588         int state;
 589
 590         if (o->proto == FIO_TYPE_UDP) {
 591                 f->fd = nd->listenfd;
 592                 return 0;
 593         }
 594
 595         state = td->runstate;
 596         td_set_runstate(td, TD_SETTING_UP);
 597
 598         log_info("fio: waiting for connection\n");
 599
 600         if (poll_wait(td, nd->listenfd, POLLIN) < 0)
 601                 goto err;
 602
 603         f->fd = accept(nd->listenfd, (struct sockaddr *) &nd->addr, &socklen);
 604         if (f->fd < 0) {
 605                 td_verror(td, errno, "accept");
 606                 goto err;
 607         }
 608
 609 #ifdef CONFIG_TCP_NODELAY
 610         if (o->nodelay && o->proto == FIO_TYPE_TCP) {
 611                 int optval = 1;
 612
 613                 if (setsockopt(f->fd, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, (void *) &optval, sizeof(int)) < 0) {
 614                         log_err("fio: cannot set TCP_NODELAY option on socket (%s), disable with 'nodelay=0'\n", strerror(errno));
 615                         return 1;
 616                 }
 617         }
 618 #endif
 619
 620         reset_all_stats(td);
 621         td_set_runstate(td, state);
 622         return 0;
 623 err:
 624         td_set_runstate(td, state);
 625         return 1;
 626 }
 627
 628 static void fio_netio_udp_close(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 629 {
 630         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 631         struct udp_close_msg msg;
 632         struct sockaddr *to = (struct sockaddr *) &nd->addr;
 633         int ret;
 634
 635         msg.magic = htonl(FIO_LINK_OPEN_CLOSE_MAGIC);
 636         msg.cmd = htonl(FIO_LINK_CLOSE);
 637
 638         ret = sendto(f->fd, (void *) &msg, sizeof(msg), MSG_WAITALL, to,
 639                         sizeof(nd->addr));
 640         if (ret < 0)
 641                 td_verror(td, errno, "sendto udp link close");
 642 }
 643
 644 static int fio_netio_close_file(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 645 {
 646         struct netio_options *o = td->eo;
 647
 648         /*
 649          * If this is an UDP connection, notify the receiver that we are
 650          * closing down the link
 651          */
 652         if (o->proto == FIO_TYPE_UDP)
 653                 fio_netio_udp_close(td, f);
 654
 655         return generic_close_file(td, f);
 656 }
 657
 658 static int fio_netio_udp_recv_open(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 659 {
 660         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 661         struct udp_close_msg msg;
 662         struct sockaddr *to = (struct sockaddr *) &nd->addr;
 663         socklen_t len = sizeof(nd->addr);
 664         int ret;
 665
 666         ret = recvfrom(f->fd, (void *) &msg, sizeof(msg), MSG_WAITALL, to, &len);
 667         if (ret < 0) {
 668                 td_verror(td, errno, "recvfrom udp link open");
 669                 return ret;
 670         }
 671
 672         if (ntohl(msg.magic) != FIO_LINK_OPEN_CLOSE_MAGIC ||
 673             ntohl(msg.cmd) != FIO_LINK_OPEN) {
 674                 log_err("fio: bad udp open magic %x/%x\n", ntohl(msg.magic),
 675                                                                 ntohl(msg.cmd));
 676                 return -1;
 677         }
 678
 679         return 0;
 680 }
 681
 682 static int fio_netio_udp_send_open(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 683 {
 684         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 685         struct udp_close_msg msg;
 686         struct sockaddr *to = (struct sockaddr *) &nd->addr;
 687         int ret;
 688
 689         msg.magic = htonl(FIO_LINK_OPEN_CLOSE_MAGIC);
 690         msg.cmd = htonl(FIO_LINK_OPEN);
 691
 692         ret = sendto(f->fd, (void *) &msg, sizeof(msg), MSG_WAITALL, to,
 693                         sizeof(nd->addr));
 694         if (ret < 0) {
 695                 td_verror(td, errno, "sendto udp link open");
 696                 return ret;
 697         }
 698
 699         return 0;
 700 }
 701
 702 static int fio_netio_open_file(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 703 {
 704         int ret;
 705         struct netio_options *o = td->eo;
 706
 707         if (o->listen)
 708                 ret = fio_netio_accept(td, f);
 709         else
 710                 ret = fio_netio_connect(td, f);
 711
 712         if (ret) {
 713                 f->fd = -1;
 714                 return ret;
 715         }
 716
 717         if (o->proto == FIO_TYPE_UDP) {
 718                 if (td_write(td))
 719                         ret = fio_netio_udp_send_open(td, f);
 720                 else {
 721                         int state;
 722
 723                         state = td->runstate;
 724                         td_set_runstate(td, TD_SETTING_UP);
 725                         ret = fio_netio_udp_recv_open(td, f);
 726                         td_set_runstate(td, state);
 727                 }
 728         }
 729
 730         if (ret)
 731                 fio_netio_close_file(td, f);
 732
 733         return ret;
 734 }
 735
 736 static int fio_netio_setup_connect_inet(struct thread_data *td,
 737                                         const char *host, unsigned short port)
 738 {
 739         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 740
 741         if (!host) {
 742                 log_err("fio: connect with no host to connect to.\n");
 743                 if (td_read(td))
 744                         log_err("fio: did you forget to set 'listen'?\n");
 745
 746                 td_verror(td, EINVAL, "no hostname= set");
 747                 return 1;
 748         }
 749
 750         nd->addr.sin_family = AF_INET;
 751         nd->addr.sin_port = htons(port);
 752
 753         if (inet_aton(host, &nd->addr.sin_addr) != 1) {
 754                 struct hostent *hent;
 755
 756                 hent = gethostbyname(host);
 757                 if (!hent) {
 758                         td_verror(td, errno, "gethostbyname");
 759                         return 1;
 760                 }
 761
 762                 memcpy(&nd->addr.sin_addr, hent->h_addr, 4);
 763         }
 764
 765         return 0;
 766 }
 767
 768 static int fio_netio_setup_connect_unix(struct thread_data *td,
 769                                         const char *path)
 770 {
 771         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 772         struct sockaddr_un *soun = &nd->addr_un;
 773
 774         soun->sun_family = AF_UNIX;
 775         strcpy(soun->sun_path, path);
 776         return 0;
 777 }
 778
 779 static int fio_netio_setup_connect(struct thread_data *td)
 780 {
 781         struct netio_options *o = td->eo;
 782
 783         if (o->proto == FIO_TYPE_UDP || o->proto == FIO_TYPE_TCP)
 784                 return fio_netio_setup_connect_inet(td, td->o.filename,o->port);
 785         else
 786                 return fio_netio_setup_connect_unix(td, td->o.filename);
 787 }
 788
 789 static int fio_netio_setup_listen_unix(struct thread_data *td, const char *path)
 790 {
 791         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 792         struct sockaddr_un *addr = &nd->addr_un;
 793         mode_t mode;
 794         int len, fd;
 795
 796         fd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
 797         if (fd < 0) {
 798                 log_err("fio: socket: %s\n", strerror(errno));
 799                 return -1;
 800         }
 801
 802         mode = umask(000);
 803
 804         memset(addr, 0, sizeof(*addr));
 805         addr->sun_family = AF_UNIX;
 806         strcpy(addr->sun_path, path);
 807         unlink(path);
 808
 809         len = sizeof(addr->sun_family) + strlen(path) + 1;
 810
 811         if (bind(fd, (struct sockaddr *) addr, len) < 0) {
 812                 log_err("fio: bind: %s\n", strerror(errno));
 813                 close(fd);
 814                 return -1;
 815         }
 816
 817         umask(mode);
 818         nd->listenfd = fd;
 819         return 0;
 820 }
 821
 822 static int fio_netio_setup_listen_inet(struct thread_data *td, short port)
 823 {
 824         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 825         struct netio_options *o = td->eo;
 826         struct ip_mreq mr;
 827         struct sockaddr_in sin;
 828         int fd, opt, type;
 829
 830         memset(&sin, 0, sizeof(sin));
 831         if (o->proto == FIO_TYPE_TCP)
 832                 type = SOCK_STREAM;
 833         else
 834                 type = SOCK_DGRAM;
 835
 836         fd = socket(AF_INET, type, 0);
 837         if (fd < 0) {
 838                 td_verror(td, errno, "socket");
 839                 return 1;
 840         }
 841
 842         opt = 1;
 843         if (setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (void *) &opt, sizeof(opt)) < 0) {
 844                 td_verror(td, errno, "setsockopt");
 845                 close(fd);
 846                 return 1;
 847         }
 848 #ifdef SO_REUSEPORT
 849         if (setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEPORT, (void *) &opt, sizeof(opt)) < 0) {
 850                 td_verror(td, errno, "setsockopt");
 851                 close(fd);
 852                 return 1;
 853         }
 854 #endif
 855
 856         if (td->o.filename){
 857                 if(o->proto != FIO_TYPE_UDP ||
 858                    !fio_netio_is_multicast(td->o.filename)) {
 859                         log_err("fio: hostname not valid for non-multicast inbound network IO\n");
 860                         close(fd);
 861                         return 1;
 862                 }
 863
 864                 inet_aton(td->o.filename, &sin.sin_addr);
 865
 866                 mr.imr_multiaddr = sin.sin_addr;
 867                 if (o->interface) {
 868                         if (inet_aton(o->interface, &mr.imr_interface) == 0) {
 869                                 log_err("fio: interface not valid interface IP\n");
 870                                 close(fd);
 871                                 return 1;
 872                         }
 873                 } else {
 874                         mr.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
 875                 }
 876                 if (setsockopt(fd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &mr, sizeof(mr)) < 0) {
 877                         td_verror(td, errno, "setsockopt IP_ADD_MEMBERSHIP");
 878                         close(fd);
 879                         return 1;
 880                 }
 881         }
 882
 883         nd->addr.sin_family = AF_INET;
 884         nd->addr.sin_addr.s_addr = sin.sin_addr.s_addr ? sin.sin_addr.s_addr : htonl(INADDR_ANY);
 885         nd->addr.sin_port = htons(port);
 886
 887         if (bind(fd, (struct sockaddr *) &nd->addr, sizeof(nd->addr)) < 0) {
 888                 td_verror(td, errno, "bind");
 889                 return 1;
 890         }
 891
 892         nd->listenfd = fd;
 893         return 0;
 894 }
 895
 896 static int fio_netio_setup_listen(struct thread_data *td)
 897 {
 898         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 899         struct netio_options *o = td->eo;
 900         int ret;
 901
 902         if (o->proto == FIO_TYPE_UDP || o->proto == FIO_TYPE_TCP)
 903                 ret = fio_netio_setup_listen_inet(td, o->port);
 904         else
 905                 ret = fio_netio_setup_listen_unix(td, td->o.filename);
 906
 907         if (ret)
 908                 return ret;
 909         if (o->proto == FIO_TYPE_UDP)
 910                 return 0;
 911
 912         if (listen(nd->listenfd, 10) < 0) {
 913                 td_verror(td, errno, "listen");
 914                 nd->listenfd = -1;
 915                 return 1;
 916         }
 917
 918         return 0;
 919 }
 920
 921 static int fio_netio_init(struct thread_data *td)
 922 {
 923         struct netio_options *o = td->eo;
 924         int ret;
 925
 926 #ifdef WIN32
 927         WSADATA wsd;
 928         WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsd);
 929 #endif
 930
 931         if (td_random(td)) {
 932                 log_err("fio: network IO can't be random\n");
 933                 return 1;
 934         }
 935
 936         if (o->proto == FIO_TYPE_UNIX && o->port) {
 937                 log_err("fio: network IO port not valid with unix socket\n");
 938                 return 1;
 939         } else if (o->proto != FIO_TYPE_UNIX && !o->port) {
 940                 log_err("fio: network IO requires port for tcp or udp\n");
 941                 return 1;
 942         }
 943
 944         if (o->proto != FIO_TYPE_TCP) {
 945                 if (o->listen) {
 946                         log_err("fio: listen only valid for TCP proto IO\n");
 947                         return 1;
 948                 }
 949                 if (td_rw(td)) {
 950                         log_err("fio: datagram network connections must be"
 951                                    " read OR write\n");
 952                         return 1;
 953                 }
 954                 if (o->proto == FIO_TYPE_UNIX && !td->o.filename) {
 955                         log_err("fio: UNIX sockets need host/filename\n");
 956                         return 1;
 957                 }
 958                 o->listen = td_read(td);
 959         }
 960
 961         if (o->listen)
 962                 ret = fio_netio_setup_listen(td);
 963         else
 964                 ret = fio_netio_setup_connect(td);
 965
 966         return ret;
 967 }
 968
 969 static void fio_netio_cleanup(struct thread_data *td)
 970 {
 971         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 972
 973         if (nd) {
 974                 if (nd->listenfd != -1)
 975                         close(nd->listenfd);
 976                 if (nd->pipes[0] != -1)
 977                         close(nd->pipes[0]);
 978                 if (nd->pipes[1] != -1)
 979                         close(nd->pipes[1]);
 980
 981                 free(nd);
 982         }
 983 }
 984
 985 static int fio_netio_setup(struct thread_data *td)
 986 {
 987         struct netio_data *nd;
 988
 989         if (!td->files_index) {
 990                 add_file(td, td->o.filename ?: "net");
 991                 td->o.nr_files = td->o.nr_files ?: 1;
 992         }
 993
 994         if (!td->io_ops->data) {
 995                 nd = malloc(sizeof(*nd));;
 996
 997                 memset(nd, 0, sizeof(*nd));
 998                 nd->listenfd = -1;
 999                 nd->pipes[0] = nd->pipes[1] = -1;
1000                 td->io_ops->data = nd;
1001         }
1002
1003         return 0;
1004 }
1005
1006 static void fio_netio_terminate(struct thread_data *td)
1007 {
1008         kill(td->pid, SIGUSR2);
1009 }
1010
1011 #ifdef CONFIG_LINUX_SPLICE
1012 static int fio_netio_setup_splice(struct thread_data *td)
1013 {
1014         struct netio_data *nd;
1015
1016         fio_netio_setup(td);
1017
1018         nd = td->io_ops->data;
1019         if (nd) {
1020                 if (pipe(nd->pipes) < 0)
1021                         return 1;
1022
1023                 nd->use_splice = 1;
1024                 return 0;
1025         }
1026
1027         return 1;
1028 }
1029
1030 static struct ioengine_ops ioengine_splice = {
1031         .name                   = "netsplice",
1032         .version                = FIO_IOOPS_VERSION,
1033         .prep                   = fio_netio_prep,
1034         .queue                  = fio_netio_queue,
1035         .setup                  = fio_netio_setup_splice,
1036         .init                   = fio_netio_init,
1037         .cleanup                = fio_netio_cleanup,
1038         .open_file              = fio_netio_open_file,
1039         .close_file             = fio_netio_close_file,
1040         .terminate              = fio_netio_terminate,
1041         .options                = options,
1042         .option_struct_size     = sizeof(struct netio_options),
1043         .flags                  = FIO_SYNCIO | FIO_DISKLESSIO | FIO_UNIDIR |
1044                                   FIO_PIPEIO,
1045 };
1046 #endif
1047
1048 static struct ioengine_ops ioengine_rw = {
1049         .name                   = "net",
1050         .version                = FIO_IOOPS_VERSION,
1051         .prep                   = fio_netio_prep,
1052         .queue                  = fio_netio_queue,
1053         .setup                  = fio_netio_setup,
1054         .init                   = fio_netio_init,
1055         .cleanup                = fio_netio_cleanup,
1056         .open_file              = fio_netio_open_file,
1057         .close_file             = fio_netio_close_file,
1058         .terminate              = fio_netio_terminate,
1059         .options                = options,
1060         .option_struct_size     = sizeof(struct netio_options),
1061         .flags                  = FIO_SYNCIO | FIO_DISKLESSIO | FIO_UNIDIR |
1062                                   FIO_PIPEIO | FIO_BIT_BASED,
1063 };
1064
1065 static int str_hostname_cb(void *data, const char *input)
1066 {
1067         struct netio_options *o = data;
1068
1069         if (o->td->o.filename)
1070                 free(o->td->o.filename);
1071         o->td->o.filename = strdup(input);
1072         return 0;
1073 }
1074
1075 static void fio_init fio_netio_register(void)
1076 {
1077         register_ioengine(&ioengine_rw);
1078 #ifdef CONFIG_LINUX_SPLICE
1079         register_ioengine(&ioengine_splice);
1080 #endif
1081 }
1082
1083 static void fio_exit fio_netio_unregister(void)
1084 {
1085         unregister_ioengine(&ioengine_rw);
1086 #ifdef CONFIG_LINUX_SPLICE
1087         unregister_ioengine(&ioengine_splice);
1088 #endif
1089 }