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
  21 #ifdef ARCH_HAVE_IOURING
  22
  23 #include "../lib/types.h"
  24 #include "../os/linux/io_uring.h"
  25
  26 struct io_sq_ring {
  27         unsigned *head;
  28         unsigned *tail;
  29         unsigned *ring_mask;
  30         unsigned *ring_entries;
  31         unsigned *flags;
  32         unsigned *array;
  33 };
  34
  35 struct io_cq_ring {
  36         unsigned *head;
  37         unsigned *tail;
  38         unsigned *ring_mask;
  39         unsigned *ring_entries;
  40         struct io_uring_cqe *cqes;
  41 };
  42
  43 struct ioring_mmap {
  44         void *ptr;
  45         size_t len;
  46 };
  47
  48 struct ioring_data {
  49         int ring_fd;
  50
  51         struct io_u **io_u_index;
  52
  53         int *fds;
  54
  55         struct io_sq_ring sq_ring;
  56         struct io_uring_sqe *sqes;
  57         struct iovec *iovecs;
  58         unsigned sq_ring_mask;
  59
  60         struct io_cq_ring cq_ring;
  61         unsigned cq_ring_mask;
  62
  63         int queued;
  64         int cq_ring_off;
  65         unsigned iodepth;
  66         bool ioprio_class_set;
  67         bool ioprio_set;
  68
  69         struct ioring_mmap mmap[3];
  70 };
  71
  72 struct ioring_options {
  73         void *pad;
  74         unsigned int hipri;
  75         unsigned int cmdprio_percentage;
  76         unsigned int fixedbufs;
  77         unsigned int registerfiles;
  78         unsigned int sqpoll_thread;
  79         unsigned int sqpoll_set;
  80         unsigned int sqpoll_cpu;
  81         unsigned int nonvectored;
  82         unsigned int uncached;
  83         unsigned int nowait;
  84 };
  85
  86 static const int ddir_to_op[2][2] = {
  87         { IORING_OP_READV, IORING_OP_READ },
  88         { IORING_OP_WRITEV, IORING_OP_WRITE }
  89 };
  90
  91 static const int fixed_ddir_to_op[2] = {
  92         IORING_OP_READ_FIXED,
  93         IORING_OP_WRITE_FIXED
  94 };
  95
  96 static int fio_ioring_sqpoll_cb(void *data, unsigned long long *val)
  97 {
  98         struct ioring_options *o = data;
  99
 100         o->sqpoll_cpu = *val;
 101         o->sqpoll_set = 1;
 102         return 0;
 103 }
 104
 105 static struct fio_option options[] = {
 106         {
 107                 .name   = "hipri",
 108                 .lname  = "High Priority",
 109                 .type   = FIO_OPT_STR_SET,
 110                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, hipri),
 111                 .help   = "Use polled IO completions",
 112                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 113                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 114         },
 115 #ifdef FIO_HAVE_IOPRIO_CLASS
 116         {
 117                 .name   = "cmdprio_percentage",
 118                 .lname  = "high priority percentage",
 119                 .type   = FIO_OPT_INT,
 120                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, cmdprio_percentage),
 121                 .minval = 1,
 122                 .maxval = 100,
 123                 .help   = "Send high priority I/O this percentage of the time",
 124                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 125                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 126         },
 127 #else
 128         {
 129                 .name   = "cmdprio_percentage",
 130                 .lname  = "high priority percentage",
 131                 .type   = FIO_OPT_UNSUPPORTED,
 132                 .help   = "Your platform does not support I/O priority classes",
 133         },
 134 #endif
 135         {
 136                 .name   = "fixedbufs",
 137                 .lname  = "Fixed (pre-mapped) IO buffers",
 138                 .type   = FIO_OPT_STR_SET,
 139                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, fixedbufs),
 140                 .help   = "Pre map IO buffers",
 141                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 142                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 143         },
 144         {
 145                 .name   = "registerfiles",
 146                 .lname  = "Register file set",
 147                 .type   = FIO_OPT_STR_SET,
 148                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, registerfiles),
 149                 .help   = "Pre-open/register files",
 150                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 151                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 152         },
 153         {
 154                 .name   = "sqthread_poll",
 155                 .lname  = "Kernel SQ thread polling",
 156                 .type   = FIO_OPT_INT,
 157                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, sqpoll_thread),
 158                 .help   = "Offload submission/completion to kernel thread",
 159                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 160                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 161         },
 162         {
 163                 .name   = "sqthread_poll_cpu",
 164                 .lname  = "SQ Thread Poll CPU",
 165                 .type   = FIO_OPT_INT,
 166                 .cb     = fio_ioring_sqpoll_cb,
 167                 .help   = "What CPU to run SQ thread polling on",
 168                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 169                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 170         },
 171         {
 172                 .name   = "nonvectored",
 173                 .lname  = "Non-vectored",
 174                 .type   = FIO_OPT_INT,
 175                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, nonvectored),
 176                 .help   = "Use non-vectored read/write commands",
 177                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 178                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 179         },
 180         {
 181                 .name   = "uncached",
 182                 .lname  = "Uncached",
 183                 .type   = FIO_OPT_INT,
 184                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, uncached),
 185                 .help   = "Use RWF_UNCACHED for buffered read/writes",
 186                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 187                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 188         },
 189         {
 190                 .name   = "nowait",
 191                 .lname  = "RWF_NOWAIT",
 192                 .type   = FIO_OPT_BOOL,
 193                 .off1   = offsetof(struct ioring_options, nowait),
 194                 .help   = "Use RWF_NOWAIT for reads/writes",
 195                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 196                 .group  = FIO_OPT_G_IOURING,
 197         },
 198         {
 199                 .name   = NULL,
 200         },
 201 };
 202
 203 static int io_uring_enter(struct ioring_data *ld, unsigned int to_submit,
 204                          unsigned int min_complete, unsigned int flags)
 205 {
 206         return syscall(__NR_io_uring_enter, ld->ring_fd, to_submit,
 207                         min_complete, flags, NULL, 0);
 208 }
 209
 210 static int fio_ioring_prep(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 211 {
 212         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 213         struct ioring_options *o = td->eo;
 214         struct fio_file *f = io_u->file;
 215         struct io_uring_sqe *sqe;
 216
 217         sqe = &ld->sqes[io_u->index];
 218
 219         /* zero out fields not used in this submission */
 220         memset(sqe, 0, sizeof(*sqe));
 221
 222         if (o->registerfiles) {
 223                 sqe->fd = f->engine_pos;
 224                 sqe->flags = IOSQE_FIXED_FILE;
 225         } else {
 226                 sqe->fd = f->fd;
 227         }
 228
 229         if (io_u->ddir == DDIR_READ || io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
 230                 if (o->fixedbufs) {
 231                         sqe->opcode = fixed_ddir_to_op[io_u->ddir];
 232                         sqe->addr = (unsigned long) io_u->xfer_buf;
 233                         sqe->len = io_u->xfer_buflen;
 234                         sqe->buf_index = io_u->index;
 235                 } else {
 236                         sqe->opcode = ddir_to_op[io_u->ddir][!!o->nonvectored];
 237                         if (o->nonvectored) {
 238                                 sqe->addr = (unsigned long)
 239                                                 ld->iovecs[io_u->index].iov_base;
 240                                 sqe->len = ld->iovecs[io_u->index].iov_len;
 241                         } else {
 242                                 sqe->addr = (unsigned long) &ld->iovecs[io_u->index];
 243                                 sqe->len = 1;
 244                         }
 245                 }
 246                 if (!td->o.odirect && o->uncached)
 247                         sqe->rw_flags = RWF_UNCACHED;
 248                 if (o->nowait)
 249                         sqe->rw_flags |= RWF_NOWAIT;
 250                 if (ld->ioprio_class_set)
 251                         sqe->ioprio = td->o.ioprio_class << 13;
 252                 if (ld->ioprio_set)
 253                         sqe->ioprio |= td->o.ioprio;
 254                 sqe->off = io_u->offset;
 255         } else if (ddir_sync(io_u->ddir)) {
 256                 if (io_u->ddir == DDIR_SYNC_FILE_RANGE) {
 257                         sqe->off = f->first_write;
 258                         sqe->len = f->last_write - f->first_write;
 259                         sqe->sync_range_flags = td->o.sync_file_range;
 260                         sqe->opcode = IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE;
 261                 } else {
 262                         if (io_u->ddir == DDIR_DATASYNC)
 263                                 sqe->fsync_flags |= IORING_FSYNC_DATASYNC;
 264                         sqe->opcode = IORING_OP_FSYNC;
 265                 }
 266         }
 267
 268         sqe->user_data = (unsigned long) io_u;
 269         return 0;
 270 }
 271
 272 static struct io_u *fio_ioring_event(struct thread_data *td, int event)
 273 {
 274         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 275         struct io_uring_cqe *cqe;
 276         struct io_u *io_u;
 277         unsigned index;
 278
 279         index = (event + ld->cq_ring_off) & ld->cq_ring_mask;
 280
 281         cqe = &ld->cq_ring.cqes[index];
 282         io_u = (struct io_u *) (uintptr_t) cqe->user_data;
 283
 284         if (cqe->res != io_u->xfer_buflen) {
 285                 if (cqe->res > io_u->xfer_buflen)
 286                         io_u->error = -cqe->res;
 287                 else
 288                         io_u->resid = io_u->xfer_buflen - cqe->res;
 289         } else
 290                 io_u->error = 0;
 291
 292         return io_u;
 293 }
 294
 295 static int fio_ioring_cqring_reap(struct thread_data *td, unsigned int events,
 296                                    unsigned int max)
 297 {
 298         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 299         struct io_cq_ring *ring = &ld->cq_ring;
 300         unsigned head, reaped = 0;
 301
 302         head = *ring->head;
 303         do {
 304                 if (head == atomic_load_acquire(ring->tail))
 305                         break;
 306                 reaped++;
 307                 head++;
 308         } while (reaped + events < max);
 309
 310         if (reaped)
 311                 atomic_store_release(ring->head, head);
 312
 313         return reaped;
 314 }
 315
 316 static int fio_ioring_getevents(struct thread_data *td, unsigned int min,
 317                                 unsigned int max, const struct timespec *t)
 318 {
 319         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 320         unsigned actual_min = td->o.iodepth_batch_complete_min == 0 ? 0 : min;
 321         struct ioring_options *o = td->eo;
 322         struct io_cq_ring *ring = &ld->cq_ring;
 323         unsigned events = 0;
 324         int r;
 325
 326         ld->cq_ring_off = *ring->head;
 327         do {
 328                 r = fio_ioring_cqring_reap(td, events, max);
 329                 if (r) {
 330                         events += r;
 331                         if (actual_min != 0)
 332                                 actual_min -= r;
 333                         continue;
 334                 }
 335
 336                 if (!o->sqpoll_thread) {
 337                         r = io_uring_enter(ld, 0, actual_min,
 338                                                 IORING_ENTER_GETEVENTS);
 339                         if (r < 0) {
 340                                 if (errno == EAGAIN || errno == EINTR)
 341                                         continue;
 342                                 td_verror(td, errno, "io_uring_enter");
 343                                 break;
 344                         }
 345                 }
 346         } while (events < min);
 347
 348         return r < 0 ? r : events;
 349 }
 350
 351 static void fio_ioring_prio_prep(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 352 {
 353         struct ioring_options *o = td->eo;
 354         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 355         if (rand_between(&td->prio_state, 0, 99) < o->cmdprio_percentage) {
 356                 ld->sqes[io_u->index].ioprio = IOPRIO_CLASS_RT << IOPRIO_CLASS_SHIFT;
 357                 io_u->flags |= IO_U_F_PRIORITY;
 358         }
 359         return;
 360 }
 361
 362 static enum fio_q_status fio_ioring_queue(struct thread_data *td,
 363                                           struct io_u *io_u)
 364 {
 365         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 366         struct io_sq_ring *ring = &ld->sq_ring;
 367         struct ioring_options *o = td->eo;
 368         unsigned tail, next_tail;
 369
 370         fio_ro_check(td, io_u);
 371
 372         if (ld->queued == ld->iodepth)
 373                 return FIO_Q_BUSY;
 374
 375         if (io_u->ddir == DDIR_TRIM) {
 376                 if (ld->queued)
 377                         return FIO_Q_BUSY;
 378
 379                 do_io_u_trim(td, io_u);
 380                 io_u_mark_submit(td, 1);
 381                 io_u_mark_complete(td, 1);
 382                 return FIO_Q_COMPLETED;
 383         }
 384
 385         tail = *ring->tail;
 386         next_tail = tail + 1;
 387         if (next_tail == atomic_load_acquire(ring->head))
 388                 return FIO_Q_BUSY;
 389
 390         if (o->cmdprio_percentage)
 391                 fio_ioring_prio_prep(td, io_u);
 392         ring->array[tail & ld->sq_ring_mask] = io_u->index;
 393         atomic_store_release(ring->tail, next_tail);
 394
 395         ld->queued++;
 396         return FIO_Q_QUEUED;
 397 }
 398
 399 static void fio_ioring_queued(struct thread_data *td, int start, int nr)
 400 {
 401         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 402         struct timespec now;
 403
 404         if (!fio_fill_issue_time(td))
 405                 return;
 406
 407         fio_gettime(&now, NULL);
 408
 409         while (nr--) {
 410                 struct io_sq_ring *ring = &ld->sq_ring;
 411                 int index = ring->array[start & ld->sq_ring_mask];
 412                 struct io_u *io_u = ld->io_u_index[index];
 413
 414                 memcpy(&io_u->issue_time, &now, sizeof(now));
 415                 io_u_queued(td, io_u);
 416
 417                 start++;
 418         }
 419 }
 420
 421 static int fio_ioring_commit(struct thread_data *td)
 422 {
 423         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 424         struct ioring_options *o = td->eo;
 425         int ret;
 426
 427         if (!ld->queued)
 428                 return 0;
 429
 430         /*
 431          * Kernel side does submission. just need to check if the ring is
 432          * flagged as needing a kick, if so, call io_uring_enter(). This
 433          * only happens if we've been idle too long.
 434          */
 435         if (o->sqpoll_thread) {
 436                 struct io_sq_ring *ring = &ld->sq_ring;
 437
 438                 read_barrier();
 439                 if (*ring->flags & IORING_SQ_NEED_WAKEUP)
 440                         io_uring_enter(ld, ld->queued, 0,
 441                                         IORING_ENTER_SQ_WAKEUP);
 442                 ld->queued = 0;
 443                 return 0;
 444         }
 445
 446         do {
 447                 unsigned start = *ld->sq_ring.head;
 448                 long nr = ld->queued;
 449
 450                 ret = io_uring_enter(ld, nr, 0, IORING_ENTER_GETEVENTS);
 451                 if (ret > 0) {
 452                         fio_ioring_queued(td, start, ret);
 453                         io_u_mark_submit(td, ret);
 454
 455                         ld->queued -= ret;
 456                         ret = 0;
 457                 } else if (!ret) {
 458                         io_u_mark_submit(td, ret);
 459                         continue;
 460                 } else {
 461                         if (errno == EAGAIN || errno == EINTR) {
 462                                 ret = fio_ioring_cqring_reap(td, 0, ld->queued);
 463                                 if (ret)
 464                                         continue;
 465                                 /* Shouldn't happen */
 466                                 usleep(1);
 467                                 continue;
 468                         }
 469                         td_verror(td, errno, "io_uring_enter submit");
 470                         break;
 471                 }
 472         } while (ld->queued);
 473
 474         return ret;
 475 }
 476
 477 static void fio_ioring_unmap(struct ioring_data *ld)
 478 {
 479         int i;
 480
 481         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(ld->mmap); i++)
 482                 munmap(ld->mmap[i].ptr, ld->mmap[i].len);
 483         close(ld->ring_fd);
 484 }
 485
 486 static void fio_ioring_cleanup(struct thread_data *td)
 487 {
 488         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 489
 490         if (ld) {
 491                 if (!(td->flags & TD_F_CHILD))
 492                         fio_ioring_unmap(ld);
 493
 494                 free(ld->io_u_index);
 495                 free(ld->iovecs);
 496                 free(ld->fds);
 497                 free(ld);
 498         }
 499 }
 500
 501 static int fio_ioring_mmap(struct ioring_data *ld, struct io_uring_params *p)
 502 {
 503         struct io_sq_ring *sring = &ld->sq_ring;
 504         struct io_cq_ring *cring = &ld->cq_ring;
 505         void *ptr;
 506
 507         ld->mmap[0].len = p->sq_off.array + p->sq_entries * sizeof(__u32);
 508         ptr = mmap(0, ld->mmap[0].len, PROT_READ | PROT_WRITE,
 509                         MAP_SHARED | MAP_POPULATE, ld->ring_fd,
 510                         IORING_OFF_SQ_RING);
 511         ld->mmap[0].ptr = ptr;
 512         sring->head = ptr + p->sq_off.head;
 513         sring->tail = ptr + p->sq_off.tail;
 514         sring->ring_mask = ptr + p->sq_off.ring_mask;
 515         sring->ring_entries = ptr + p->sq_off.ring_entries;
 516         sring->flags = ptr + p->sq_off.flags;
 517         sring->array = ptr + p->sq_off.array;
 518         ld->sq_ring_mask = *sring->ring_mask;
 519
 520         ld->mmap[1].len = p->sq_entries * sizeof(struct io_uring_sqe);
 521         ld->sqes = mmap(0, ld->mmap[1].len, PROT_READ | PROT_WRITE,
 522                                 MAP_SHARED | MAP_POPULATE, ld->ring_fd,
 523                                 IORING_OFF_SQES);
 524         ld->mmap[1].ptr = ld->sqes;
 525
 526         ld->mmap[2].len = p->cq_off.cqes +
 527                                 p->cq_entries * sizeof(struct io_uring_cqe);
 528         ptr = mmap(0, ld->mmap[2].len, PROT_READ | PROT_WRITE,
 529                         MAP_SHARED | MAP_POPULATE, ld->ring_fd,
 530                         IORING_OFF_CQ_RING);
 531         ld->mmap[2].ptr = ptr;
 532         cring->head = ptr + p->cq_off.head;
 533         cring->tail = ptr + p->cq_off.tail;
 534         cring->ring_mask = ptr + p->cq_off.ring_mask;
 535         cring->ring_entries = ptr + p->cq_off.ring_entries;
 536         cring->cqes = ptr + p->cq_off.cqes;
 537         ld->cq_ring_mask = *cring->ring_mask;
 538         return 0;
 539 }
 540
 541 static int fio_ioring_queue_init(struct thread_data *td)
 542 {
 543         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 544         struct ioring_options *o = td->eo;
 545         int depth = td->o.iodepth;
 546         struct io_uring_params p;
 547         int ret;
 548
 549         memset(&p, 0, sizeof(p));
 550
 551         if (o->hipri)
 552                 p.flags |= IORING_SETUP_IOPOLL;
 553         if (o->sqpoll_thread) {
 554                 p.flags |= IORING_SETUP_SQPOLL;
 555                 if (o->sqpoll_set) {
 556                         p.flags |= IORING_SETUP_SQ_AFF;
 557                         p.sq_thread_cpu = o->sqpoll_cpu;
 558                 }
 559         }
 560
 561         ret = syscall(__NR_io_uring_setup, depth, &p);
 562         if (ret < 0)
 563                 return ret;
 564
 565         ld->ring_fd = ret;
 566
 567         if (o->fixedbufs) {
 568                 struct rlimit rlim = {
 569                         .rlim_cur = RLIM_INFINITY,
 570                         .rlim_max = RLIM_INFINITY,
 571                 };
 572
 573                 if (setrlimit(RLIMIT_MEMLOCK, &rlim) < 0)
 574                         return -1;
 575
 576                 ret = syscall(__NR_io_uring_register, ld->ring_fd,
 577                                 IORING_REGISTER_BUFFERS, ld->iovecs, depth);
 578                 if (ret < 0)
 579                         return ret;
 580         }
 581
 582         return fio_ioring_mmap(ld, &p);
 583 }
 584
 585 static int fio_ioring_register_files(struct thread_data *td)
 586 {
 587         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 588         struct fio_file *f;
 589         unsigned int i;
 590         int ret;
 591
 592         ld->fds = calloc(td->o.nr_files, sizeof(int));
 593
 594         for_each_file(td, f, i) {
 595                 ret = generic_open_file(td, f);
 596                 if (ret)
 597                         goto err;
 598                 ld->fds[i] = f->fd;
 599                 f->engine_pos = i;
 600         }
 601
 602         ret = syscall(__NR_io_uring_register, ld->ring_fd,
 603                         IORING_REGISTER_FILES, ld->fds, td->o.nr_files);
 604         if (ret) {
 605 err:
 606                 free(ld->fds);
 607                 ld->fds = NULL;
 608         }
 609
 610         /*
 611          * Pretend the file is closed again, and really close it if we hit
 612          * an error.
 613          */
 614         for_each_file(td, f, i) {
 615                 if (ret) {
 616                         int fio_unused ret2;
 617                         ret2 = generic_close_file(td, f);
 618                 } else
 619                         f->fd = -1;
 620         }
 621
 622         return ret;
 623 }
 624
 625 static int fio_ioring_post_init(struct thread_data *td)
 626 {
 627         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 628         struct ioring_options *o = td->eo;
 629         struct io_u *io_u;
 630         int err, i;
 631
 632         for (i = 0; i < td->o.iodepth; i++) {
 633                 struct iovec *iov = &ld->iovecs[i];
 634
 635                 io_u = ld->io_u_index[i];
 636                 iov->iov_base = io_u->buf;
 637                 iov->iov_len = td_max_bs(td);
 638         }
 639
 640         err = fio_ioring_queue_init(td);
 641         if (err) {
 642                 td_verror(td, errno, "io_queue_init");
 643                 return 1;
 644         }
 645
 646         if (o->registerfiles) {
 647                 err = fio_ioring_register_files(td);
 648                 if (err) {
 649                         td_verror(td, errno, "ioring_register_files");
 650                         return 1;
 651                 }
 652         }
 653
 654         return 0;
 655 }
 656
 657 static unsigned roundup_pow2(unsigned depth)
 658 {
 659         return 1UL << __fls(depth - 1);
 660 }
 661
 662 static int fio_ioring_init(struct thread_data *td)
 663 {
 664         struct ioring_options *o = td->eo;
 665         struct ioring_data *ld;
 666         struct thread_options *to = &td->o;
 667
 668         /* sqthread submission requires registered files */
 669         if (o->sqpoll_thread)
 670                 o->registerfiles = 1;
 671
 672         if (o->registerfiles && td->o.nr_files != td->o.open_files) {
 673                 log_err("fio: io_uring registered files require nr_files to "
 674                         "be identical to open_files\n");
 675                 return 1;
 676         }
 677
 678         ld = calloc(1, sizeof(*ld));
 679
 680         /* ring depth must be a power-of-2 */
 681         ld->iodepth = td->o.iodepth;
 682         td->o.iodepth = roundup_pow2(td->o.iodepth);
 683
 684         /* io_u index */
 685         ld->io_u_index = calloc(td->o.iodepth, sizeof(struct io_u *));
 686         ld->iovecs = calloc(td->o.iodepth, sizeof(struct iovec));
 687
 688         td->io_ops_data = ld;
 689
 690         /*
 691          * Check for option conflicts
 692          */
 693         if ((fio_option_is_set(to, ioprio) || fio_option_is_set(to, ioprio_class)) &&
 694                         o->cmdprio_percentage != 0) {
 695                 log_err("%s: cmdprio_percentage option and mutually exclusive "
 696                                 "prio or prioclass option is set, exiting\n", to->name);
 697                 td_verror(td, EINVAL, "fio_io_uring_init");
 698                 return 1;
 699         }
 700
 701         if (fio_option_is_set(&td->o, ioprio_class))
 702                 ld->ioprio_class_set = true;
 703         if (fio_option_is_set(&td->o, ioprio))
 704                 ld->ioprio_set = true;
 705
 706         return 0;
 707 }
 708
 709 static int fio_ioring_io_u_init(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 710 {
 711         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 712
 713         ld->io_u_index[io_u->index] = io_u;
 714         return 0;
 715 }
 716
 717 static int fio_ioring_open_file(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 718 {
 719         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 720         struct ioring_options *o = td->eo;
 721
 722         if (!ld || !o->registerfiles)
 723                 return generic_open_file(td, f);
 724
 725         f->fd = ld->fds[f->engine_pos];
 726         return 0;
 727 }
 728
 729 static int fio_ioring_close_file(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 730 {
 731         struct ioring_data *ld = td->io_ops_data;
 732         struct ioring_options *o = td->eo;
 733
 734         if (!ld || !o->registerfiles)
 735                 return generic_close_file(td, f);
 736
 737         f->fd = -1;
 738         return 0;
 739 }
 740
 741 static struct ioengine_ops ioengine = {
 742         .name                   = "io_uring",
 743         .version                = FIO_IOOPS_VERSION,
 744         .flags                  = FIO_ASYNCIO_SYNC_TRIM,
 745         .init                   = fio_ioring_init,
 746         .post_init              = fio_ioring_post_init,
 747         .io_u_init              = fio_ioring_io_u_init,
 748         .prep                   = fio_ioring_prep,
 749         .queue                  = fio_ioring_queue,
 750         .commit                 = fio_ioring_commit,
 751         .getevents              = fio_ioring_getevents,
 752         .event                  = fio_ioring_event,
 753         .cleanup                = fio_ioring_cleanup,
 754         .open_file              = fio_ioring_open_file,
 755         .close_file             = fio_ioring_close_file,
 756         .get_file_size          = generic_get_file_size,
 757         .options                = options,
 758         .option_struct_size     = sizeof(struct ioring_options),
 759 };
 760
 761 static void fio_init fio_ioring_register(void)
 762 {
 763         register_ioengine(&ioengine);
 764 }
 765
 766 static void fio_exit fio_ioring_unregister(void)
 767 {
 768         unregister_ioengine(&ioengine);
 769 }
 770 #endif