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         int r;
  66
  67         do {
  68                 r = io_getevents(ld->aio_ctx, min, max, ld->aio_events, t);
  69                 if (r >= (int) min)
  70                         break;
  71                 else if (r == -EAGAIN) {
  72                         usleep(100);
  73                         continue;
  74                 } else if (r == -EINTR)
  75                         continue;
  76                 else if (r != 0)
  77                         break;
  78         } while (1);
  79
  80         return r;
  81 }
  82
  83 static int fio_libaio_queue(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
  84 {
  85         struct libaio_data *ld = td->io_ops->data;
  86
  87         fio_ro_check(td, io_u);
  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 (ddir_sync(io_u->ddir)) {
  99                 if (ld->iocbs_nr)
 100                         return FIO_Q_BUSY;
 101
 102                 do_io_u_sync(td, io_u);
 103                 return FIO_Q_COMPLETED;
 104         }
 105
 106         if (io_u->ddir == DDIR_TRIM) {
 107                 if (ld->iocbs_nr)
 108                         return FIO_Q_BUSY;
 109
 110                 do_io_u_trim(td, io_u);
 111                 return FIO_Q_COMPLETED;
 112         }
 113
 114         ld->iocbs[ld->iocbs_nr] = &io_u->iocb;
 115         ld->io_us[ld->iocbs_nr] = io_u;
 116         ld->iocbs_nr++;
 117         return FIO_Q_QUEUED;
 118 }
 119
 120 static void fio_libaio_queued(struct thread_data *td, struct io_u **io_us,
 121                               unsigned int nr)
 122 {
 123         struct timeval now;
 124         unsigned int i;
 125
 126         if (!fio_fill_issue_time(td))
 127                 return;
 128
 129         fio_gettime(&now, NULL);
 130
 131         for (i = 0; i < nr; i++) {
 132                 struct io_u *io_u = io_us[i];
 133
 134                 memcpy(&io_u->issue_time, &now, sizeof(now));
 135                 io_u_queued(td, io_u);
 136         }
 137 }
 138
 139 static int fio_libaio_commit(struct thread_data *td)
 140 {
 141         struct libaio_data *ld = td->io_ops->data;
 142         struct iocb **iocbs;
 143         struct io_u **io_us;
 144         int ret;
 145
 146         if (!ld->iocbs_nr)
 147                 return 0;
 148
 149         io_us = ld->io_us;
 150         iocbs = ld->iocbs;
 151         do {
 152                 ret = io_submit(ld->aio_ctx, ld->iocbs_nr, iocbs);
 153                 if (ret > 0) {
 154                         fio_libaio_queued(td, io_us, ret);
 155                         io_u_mark_submit(td, ret);
 156                         ld->iocbs_nr -= ret;
 157                         io_us += ret;
 158                         iocbs += ret;
 159                         ret = 0;
 160                 } else if (!ret || ret == -EAGAIN || ret == -EINTR) {
 161                         if (!ret)
 162                                 io_u_mark_submit(td, ret);
 163                         continue;
 164                 } else
 165                         break;
 166         } while (ld->iocbs_nr);
 167
 168         return ret;
 169 }
 170
 171 static int fio_libaio_cancel(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 172 {
 173         struct libaio_data *ld = td->io_ops->data;
 174
 175         return io_cancel(ld->aio_ctx, &io_u->iocb, ld->aio_events);
 176 }
 177
 178 static void fio_libaio_cleanup(struct thread_data *td)
 179 {
 180         struct libaio_data *ld = td->io_ops->data;
 181
 182         if (ld) {
 183                 io_destroy(ld->aio_ctx);
 184                 free(ld->aio_events);
 185                 free(ld->iocbs);
 186                 free(ld->io_us);
 187                 free(ld);
 188         }
 189 }
 190
 191 static int fio_libaio_init(struct thread_data *td)
 192 {
 193         struct libaio_data *ld = malloc(sizeof(*ld));
 194         int err;
 195
 196         memset(ld, 0, sizeof(*ld));
 197
 198         err = io_queue_init(td->o.iodepth, &ld->aio_ctx);
 199         if (err) {
 200                 td_verror(td, -err, "io_queue_init");
 201                 log_err("fio: check /proc/sys/fs/aio-max-nr\n");
 202                 free(ld);
 203                 return 1;
 204         }
 205
 206         ld->aio_events = malloc(td->o.iodepth * sizeof(struct io_event));
 207         memset(ld->aio_events, 0, td->o.iodepth * sizeof(struct io_event));
 208         ld->iocbs = malloc(td->o.iodepth * sizeof(struct iocb *));
 209         memset(ld->iocbs, 0, sizeof(struct iocb *));
 210         ld->io_us = malloc(td->o.iodepth * sizeof(struct io_u *));
 211         memset(ld->io_us, 0, td->o.iodepth * sizeof(struct io_u *));
 212         ld->iocbs_nr = 0;
 213
 214         td->io_ops->data = ld;
 215         return 0;
 216 }
 217
 218 static struct ioengine_ops ioengine = {
 219         .name           = "libaio",
 220         .version        = FIO_IOOPS_VERSION,
 221         .init           = fio_libaio_init,
 222         .prep           = fio_libaio_prep,
 223         .queue          = fio_libaio_queue,
 224         .commit         = fio_libaio_commit,
 225         .cancel         = fio_libaio_cancel,
 226         .getevents      = fio_libaio_getevents,
 227         .event          = fio_libaio_event,
 228         .cleanup        = fio_libaio_cleanup,
 229         .open_file      = generic_open_file,
 230         .close_file     = generic_close_file,
 231         .get_file_size  = generic_get_file_size,
 232 };
 233
 234 #else /* FIO_HAVE_LIBAIO */
 235
 236 /*
 237  * When we have a proper configure system in place, we simply wont build
 238  * and install this io engine. For now install a crippled version that
 239  * just complains and fails to load.
 240  */
 241 static int fio_libaio_init(struct thread_data fio_unused *td)
 242 {
 243         log_err("fio: libaio not available\n");
 244         return 1;
 245 }
 246
 247 static struct ioengine_ops ioengine = {
 248         .name           = "libaio",
 249         .version        = FIO_IOOPS_VERSION,
 250         .init           = fio_libaio_init,
 251 };
 252
 253 #endif
 254
 255 static void fio_init fio_libaio_register(void)
 256 {
 257         register_ioengine(&ioengine);
 258 }
 259
 260 static void fio_exit fio_libaio_unregister(void)
 261 {
 262         unregister_ioengine(&ioengine);
 263 }