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