engines/libaio.c

   1 /*
   2  * libaio engine
   3  *
   4  * IO engine using the Linux native aio interface.
   5  *
   6  */
   7 #include <stdio.h>
   8 #include <stdlib.h>
   9 #include <unistd.h>
  10 #include <errno.h>
  11 #include <assert.h>
  12
  13 #include "../fio.h"
  14
  15 #ifdef FIO_HAVE_LIBAIO
  16
  17 #define ev_to_iou(ev)   (struct io_u *) ((unsigned long) (ev)->obj)
  18
  19 struct libaio_data {
  20         io_context_t aio_ctx;
  21         struct io_event *aio_events;
  22         struct iocb **iocbs;
  23         struct io_u **io_us;
  24         int iocbs_nr;
  25 };
  26
  27 static int fio_libaio_prep(struct thread_data fio_unused *td, struct io_u *io_u)
  28 {
  29         struct fio_file *f = io_u->file;
  30
  31         if (io_u->ddir == DDIR_READ)
  32                 io_prep_pread(&io_u->iocb, f->fd, io_u->xfer_buf, io_u->xfer_buflen, io_u->offset);
  33         else if (io_u->ddir == DDIR_WRITE)
  34                 io_prep_pwrite(&io_u->iocb, f->fd, io_u->xfer_buf, io_u->xfer_buflen, io_u->offset);
  35         else if (ddir_sync(io_u->ddir))
  36                 io_prep_fsync(&io_u->iocb, f->fd);
  37
  38         return 0;
  39 }
  40
  41 static struct io_u *fio_libaio_event(struct thread_data *td, int event)
  42 {
  43         struct libaio_data *ld = td->io_ops->data;
  44         struct io_event *ev;
  45         struct io_u *io_u;
  46
  47         ev = ld->aio_events + event;
  48         io_u = ev_to_iou(ev);
  49
  50         if (ev->res != io_u->xfer_buflen) {
  51                 if (ev->res > io_u->xfer_buflen)
  52                         io_u->error = -ev->res;
  53                 else
  54                         io_u->resid = io_u->xfer_buflen - ev->res;
  55         } else
  56                 io_u->error = 0;
  57
  58         return io_u;
  59 }
  60
  61 static int fio_libaio_getevents(struct thread_data *td, unsigned int min,
  62                                 unsigned int max, struct timespec *t)
  63 {
  64         struct libaio_data *ld = td->io_ops->data;
  65         unsigned actual_min = td->o.iodepth_batch_complete == 0 ? 0 : min;
  66         int r, events = 0;
  67
  68         do {
  69                 r = io_getevents(ld->aio_ctx, actual_min, max, ld->aio_events + events, t);
  70                 if (r >= 0)
  71                         events += r;
  72                 else if (r == -EAGAIN)
  73                         usleep(100);
  74         } while (events < min);
  75
  76         return r < 0 ? r : events;
  77 }
  78
  79 static int fio_libaio_queue(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
  80 {
  81         struct libaio_data *ld = td->io_ops->data;
  82
  83         fio_ro_check(td, io_u);
  84
  85         if (ld->iocbs_nr == (int) td->o.iodepth)
  86                 return FIO_Q_BUSY;
  87
  88         /*
  89          * fsync is tricky, since it can fail and we need to do it
  90          * serialized with other io. the reason is that linux doesn't
  91          * support aio fsync yet. So return busy for the case where we
  92          * have pending io, to let fio complete those first.
  93          */
  94         if (ddir_sync(io_u->ddir)) {
  95                 if (ld->iocbs_nr)
  96                         return FIO_Q_BUSY;
  97
  98                 do_io_u_sync(td, io_u);
  99                 return FIO_Q_COMPLETED;
 100         }
 101
 102         if (io_u->ddir == DDIR_TRIM) {
 103                 if (ld->iocbs_nr)
 104                         return FIO_Q_BUSY;
 105
 106                 do_io_u_trim(td, io_u);
 107                 return FIO_Q_COMPLETED;
 108         }
 109
 110         ld->iocbs[ld->iocbs_nr] = &io_u->iocb;
 111         ld->io_us[ld->iocbs_nr] = io_u;
 112         ld->iocbs_nr++;
 113         return FIO_Q_QUEUED;
 114 }
 115
 116 static void fio_libaio_queued(struct thread_data *td, struct io_u **io_us,
 117                               unsigned int nr)
 118 {
 119         struct timeval now;
 120         unsigned int i;
 121
 122         if (!fio_fill_issue_time(td))
 123                 return;
 124
 125         fio_gettime(&now, NULL);
 126
 127         for (i = 0; i < nr; i++) {
 128                 struct io_u *io_u = io_us[i];
 129
 130                 memcpy(&io_u->issue_time, &now, sizeof(now));
 131                 io_u_queued(td, io_u);
 132         }
 133 }
 134
 135 static int fio_libaio_commit(struct thread_data *td)
 136 {
 137         struct libaio_data *ld = td->io_ops->data;
 138         struct iocb **iocbs;
 139         struct io_u **io_us;
 140         int ret;
 141
 142         if (!ld->iocbs_nr)
 143                 return 0;
 144
 145         io_us = ld->io_us;
 146         iocbs = ld->iocbs;
 147         do {
 148                 ret = io_submit(ld->aio_ctx, ld->iocbs_nr, iocbs);
 149                 if (ret > 0) {
 150                         fio_libaio_queued(td, io_us, ret);
 151                         io_u_mark_submit(td, ret);
 152                         ld->iocbs_nr -= ret;
 153                         io_us += ret;
 154                         iocbs += ret;
 155                         ret = 0;
 156                 } else if (!ret || ret == -EAGAIN || ret == -EINTR) {
 157                         if (!ret)
 158                                 io_u_mark_submit(td, ret);
 159                         continue;
 160                 } else
 161                         break;
 162         } while (ld->iocbs_nr);
 163
 164         return ret;
 165 }
 166
 167 static int fio_libaio_cancel(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 168 {
 169         struct libaio_data *ld = td->io_ops->data;
 170
 171         return io_cancel(ld->aio_ctx, &io_u->iocb, ld->aio_events);
 172 }
 173
 174 static void fio_libaio_cleanup(struct thread_data *td)
 175 {
 176         struct libaio_data *ld = td->io_ops->data;
 177
 178         if (ld) {
 179                 io_destroy(ld->aio_ctx);
 180                 free(ld->aio_events);
 181                 free(ld->iocbs);
 182                 free(ld->io_us);
 183                 free(ld);
 184         }
 185 }
 186
 187 static int fio_libaio_init(struct thread_data *td)
 188 {
 189         struct libaio_data *ld = malloc(sizeof(*ld));
 190         int err;
 191
 192         memset(ld, 0, sizeof(*ld));
 193
 194         err = io_queue_init(td->o.iodepth, &ld->aio_ctx);
 195         if (err) {
 196                 td_verror(td, -err, "io_queue_init");
 197                 log_err("fio: check /proc/sys/fs/aio-max-nr\n");
 198                 free(ld);
 199                 return 1;
 200         }
 201
 202         ld->aio_events = malloc(td->o.iodepth * sizeof(struct io_event));
 203         memset(ld->aio_events, 0, td->o.iodepth * sizeof(struct io_event));
 204         ld->iocbs = malloc(td->o.iodepth * sizeof(struct iocb *));
 205         memset(ld->iocbs, 0, sizeof(struct iocb *));
 206         ld->io_us = malloc(td->o.iodepth * sizeof(struct io_u *));
 207         memset(ld->io_us, 0, td->o.iodepth * sizeof(struct io_u *));
 208         ld->iocbs_nr = 0;
 209
 210         td->io_ops->data = ld;
 211         return 0;
 212 }
 213
 214 static struct ioengine_ops ioengine = {
 215         .name           = "libaio",
 216         .version        = FIO_IOOPS_VERSION,
 217         .init           = fio_libaio_init,
 218         .prep           = fio_libaio_prep,
 219         .queue          = fio_libaio_queue,
 220         .commit         = fio_libaio_commit,
 221         .cancel         = fio_libaio_cancel,
 222         .getevents      = fio_libaio_getevents,
 223         .event          = fio_libaio_event,
 224         .cleanup        = fio_libaio_cleanup,
 225         .open_file      = generic_open_file,
 226         .close_file     = generic_close_file,
 227         .get_file_size  = generic_get_file_size,
 228 };
 229
 230 #else /* FIO_HAVE_LIBAIO */
 231
 232 /*
 233  * When we have a proper configure system in place, we simply wont build
 234  * and install this io engine. For now install a crippled version that
 235  * just complains and fails to load.
 236  */
 237 static int fio_libaio_init(struct thread_data fio_unused *td)
 238 {
 239         log_err("fio: libaio not available\n");
 240         return 1;
 241 }
 242
 243 static struct ioengine_ops ioengine = {
 244         .name           = "libaio",
 245         .version        = FIO_IOOPS_VERSION,
 246         .init           = fio_libaio_init,
 247 };
 248
 249 #endif
 250
 251 static void fio_init fio_libaio_register(void)
 252 {
 253         register_ioengine(&ioengine);
 254 }
 255
 256 static void fio_exit fio_libaio_unregister(void)
 257 {
 258         unregister_ioengine(&ioengine);
 259 }