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 (io_u->ddir == DDIR_SYNC)
  36                 io_prep_fsync(&io_u->iocb, f->fd);
  37         else
  38                 return 1;
  39
  40         return 0;
  41 }
  42
  43 static struct io_u *fio_libaio_event(struct thread_data *td, int event)
  44 {
  45         struct libaio_data *ld = td->io_ops->data;
  46         struct io_event *ev;
  47         struct io_u *io_u;
  48
  49         ev = ld->aio_events + event;
  50         io_u = ev_to_iou(ev);
  51
  52         if (ev->res != io_u->xfer_buflen) {
  53                 if (ev->res > io_u->xfer_buflen)
  54                         io_u->error = -ev->res;
  55                 else
  56                         io_u->resid = io_u->xfer_buflen - ev->res;
  57         } else
  58                 io_u->error = 0;
  59
  60         return io_u;
  61 }
  62
  63 static int fio_libaio_getevents(struct thread_data *td, int min, int max,
  64                                 struct timespec *t)
  65 {
  66         struct libaio_data *ld = td->io_ops->data;
  67         long r;
  68
  69         do {
  70                 r = io_getevents(ld->aio_ctx, min, max, ld->aio_events, t);
  71                 if (r >= min)
  72                         break;
  73                 else if (r == -EAGAIN) {
  74                         usleep(100);
  75                         continue;
  76                 } else if (r == -EINTR)
  77                         continue;
  78                 else if (r != 0)
  79                         break;
  80         } while (1);
  81
  82         return r;
  83 }
  84
  85 static int fio_libaio_queue(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
  86 {
  87         struct libaio_data *ld = td->io_ops->data;
  88
  89         if (ld->iocbs_nr == (int) td->o.iodepth)
  90                 return FIO_Q_BUSY;
  91
  92         /*
  93          * fsync is tricky, since it can fail and we need to do it
  94          * serialized with other io. the reason is that linux doesn't
  95          * support aio fsync yet. So return busy for the case where we
  96          * have pending io, to let fio complete those first.
  97          */
  98         if (io_u->ddir == DDIR_SYNC) {
  99                 if (ld->iocbs_nr)
 100                         return FIO_Q_BUSY;
 101                 if (fsync(io_u->file->fd) < 0)
 102                         io_u->error = errno;
 103
 104                 return FIO_Q_COMPLETED;
 105         }
 106
 107         ld->iocbs[ld->iocbs_nr] = &io_u->iocb;
 108         ld->io_us[ld->iocbs_nr] = io_u;
 109         ld->iocbs_nr++;
 110         return FIO_Q_QUEUED;
 111 }
 112
 113 static void fio_libaio_queued(struct thread_data *td, struct io_u **io_us,
 114                               unsigned int nr)
 115 {
 116         struct timeval now;
 117         unsigned int i;
 118
 119         fio_gettime(&now, NULL);
 120
 121         for (i = 0; i < nr; i++) {
 122                 struct io_u *io_u = io_us[i];
 123
 124                 memcpy(&io_u->issue_time, &now, sizeof(now));
 125                 io_u_queued(td, io_u);
 126         }
 127 }
 128
 129 static int fio_libaio_commit(struct thread_data *td)
 130 {
 131         struct libaio_data *ld = td->io_ops->data;
 132         struct iocb **iocbs;
 133         struct io_u **io_us;
 134         int ret, iocbs_nr;
 135
 136         if (!ld->iocbs_nr)
 137                 return 0;
 138
 139         iocbs_nr = ld->iocbs_nr;
 140         io_us = ld->io_us;
 141         iocbs = ld->iocbs;
 142         do {
 143                 ret = io_submit(ld->aio_ctx, iocbs_nr, iocbs);
 144                 if (ret == iocbs_nr) {
 145                         fio_libaio_queued(td, io_us, ret);
 146                         ret = 0;
 147                         break;
 148                 } else if (ret > 0) {
 149                         fio_libaio_queued(td, io_us, ret);
 150                         io_us += ret;
 151                         iocbs += ret;
 152                         iocbs_nr -= ret;
 153                         continue;
 154                 } else if (ret == -EAGAIN || !ret)
 155                         usleep(100);
 156                 else if (ret == -EINTR)
 157                         continue;
 158                 else
 159                         break;
 160         } while (1);
 161
 162         if (!ret)
 163                 ld->iocbs_nr = 0;
 164
 165         return ret;
 166 }
 167
 168 static int fio_libaio_cancel(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 169 {
 170         struct libaio_data *ld = td->io_ops->data;
 171
 172         return io_cancel(ld->aio_ctx, &io_u->iocb, ld->aio_events);
 173 }
 174
 175 static void fio_libaio_cleanup(struct thread_data *td)
 176 {
 177         struct libaio_data *ld = td->io_ops->data;
 178
 179         if (ld) {
 180                 io_destroy(ld->aio_ctx);
 181                 free(ld->aio_events);
 182                 free(ld->iocbs);
 183                 free(ld->io_us);
 184                 free(ld);
 185                 td->io_ops->data = NULL;
 186         }
 187 }
 188
 189 static int fio_libaio_init(struct thread_data *td)
 190 {
 191         struct libaio_data *ld = malloc(sizeof(*ld));
 192         static int warn_print;
 193         int err;
 194
 195         if (td->o.iodepth > 1 && !td->o.odirect && !warn_print) {
 196                 log_info("fio: libaio engine is only async for non-buffered IO\n");
 197                 warn_print = 1;
 198         }
 199
 200         memset(ld, 0, sizeof(*ld));
 201
 202         err = io_queue_init(td->o.iodepth, &ld->aio_ctx);
 203         if (err) {
 204                 td_verror(td, -err, "io_queue_init");
 205                 free(ld);
 206                 return 1;
 207         }
 208
 209         ld->aio_events = malloc(td->o.iodepth * sizeof(struct io_event));
 210         memset(ld->aio_events, 0, td->o.iodepth * sizeof(struct io_event));
 211         ld->iocbs = malloc(td->o.iodepth * sizeof(struct iocb *));
 212         memset(ld->iocbs, 0, sizeof(struct iocb *));
 213         ld->io_us = malloc(td->o.iodepth * sizeof(struct io_u *));
 214         memset(ld->io_us, 0, td->o.iodepth * sizeof(struct io_u *));
 215         ld->iocbs_nr = 0;
 216
 217         td->io_ops->data = ld;
 218         return 0;
 219 }
 220
 221 static struct ioengine_ops ioengine = {
 222         .name           = "libaio",
 223         .version        = FIO_IOOPS_VERSION,
 224         .init           = fio_libaio_init,
 225         .prep           = fio_libaio_prep,
 226         .queue          = fio_libaio_queue,
 227         .commit         = fio_libaio_commit,
 228         .cancel         = fio_libaio_cancel,
 229         .getevents      = fio_libaio_getevents,
 230         .event          = fio_libaio_event,
 231         .cleanup        = fio_libaio_cleanup,
 232         .open_file      = generic_open_file,
 233         .close_file     = generic_close_file,
 234 };
 235
 236 #else /* FIO_HAVE_LIBAIO */
 237
 238 /*
 239  * When we have a proper configure system in place, we simply wont build
 240  * and install this io engine. For now install a crippled version that
 241  * just complains and fails to load.
 242  */
 243 static int fio_libaio_init(struct thread_data fio_unused *td)
 244 {
 245         fprintf(stderr, "fio: libaio not available\n");
 246         return 1;
 247 }
 248
 249 static struct ioengine_ops ioengine = {
 250         .name           = "libaio",
 251         .version        = FIO_IOOPS_VERSION,
 252         .init           = fio_libaio_init,
 253 };
 254
 255 #endif
 256
 257 static void fio_init fio_libaio_register(void)
 258 {
 259         register_ioengine(&ioengine);
 260 }
 261
 262 static void fio_exit fio_libaio_unregister(void)
 263 {
 264         unregister_ioengine(&ioengine);
 265 }