engines/net.c

   1 /*
   2  * net engine
   3  *
   4  * IO engine that reads/writes to/from sockets.
   5  *
   6  */
   7 #include <stdio.h>
   8 #include <stdlib.h>
   9 #include <unistd.h>
  10 #include <signal.h>
  11 #include <errno.h>
  12 #include <assert.h>
  13 #include <netinet/in.h>
  14 #include <netinet/tcp.h>
  15 #include <arpa/inet.h>
  16 #include <netdb.h>
  17 #include <sys/poll.h>
  18 #include <sys/types.h>
  19 #include <sys/stat.h>
  20 #include <sys/socket.h>
  21 #include <sys/un.h>
  22
  23 #include "../fio.h"
  24
  25 struct netio_data {
  26         int listenfd;
  27         int use_splice;
  28         int pipes[2];
  29         struct sockaddr_in addr;
  30         struct sockaddr_in6 addr6;
  31         struct sockaddr_un addr_un;
  32 };
  33
  34 struct netio_options {
  35         struct thread_data *td;
  36         unsigned int port;
  37         unsigned int proto;
  38         unsigned int listen;
  39         unsigned int pingpong;
  40         unsigned int nodelay;
  41         unsigned int ttl;
  42         unsigned int window_size;
  43         unsigned int mss;
  44         char *intfc;
  45 };
  46
  47 struct udp_close_msg {
  48         uint32_t magic;
  49         uint32_t cmd;
  50 };
  51
  52 enum {
  53         FIO_LINK_CLOSE = 0x89,
  54         FIO_LINK_OPEN_CLOSE_MAGIC = 0x6c696e6b,
  55         FIO_LINK_OPEN = 0x98,
  56
  57         FIO_TYPE_TCP    = 1,
  58         FIO_TYPE_UDP    = 2,
  59         FIO_TYPE_UNIX   = 3,
  60         FIO_TYPE_TCP_V6 = 4,
  61         FIO_TYPE_UDP_V6 = 5,
  62 };
  63
  64 static int str_hostname_cb(void *data, const char *input);
  65 static struct fio_option options[] = {
  66         {
  67                 .name   = "hostname",
  68                 .lname  = "net engine hostname",
  69                 .type   = FIO_OPT_STR_STORE,
  70                 .cb     = str_hostname_cb,
  71                 .help   = "Hostname for net IO engine",
  72                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
  73                 .group  = FIO_OPT_G_NETIO,
  74         },
  75         {
  76                 .name   = "port",
  77                 .lname  = "net engine port",
  78                 .type   = FIO_OPT_INT,
  79                 .off1   = offsetof(struct netio_options, port),
  80                 .minval = 1,
  81                 .maxval = 65535,
  82                 .help   = "Port to use for TCP or UDP net connections",
  83                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
  84                 .group  = FIO_OPT_G_NETIO,
  85         },
  86         {
  87                 .name   = "protocol",
  88                 .lname  = "net engine protocol",
  89                 .alias  = "proto",
  90                 .type   = FIO_OPT_STR,
  91                 .off1   = offsetof(struct netio_options, proto),
  92                 .help   = "Network protocol to use",
  93                 .def    = "tcp",
  94                 .posval = {
  95                           { .ival = "tcp",
  96                             .oval = FIO_TYPE_TCP,
  97                             .help = "Transmission Control Protocol",
  98                           },
  99 #ifdef CONFIG_IPV6
 100                           { .ival = "tcpv6",
 101                             .oval = FIO_TYPE_TCP_V6,
 102                             .help = "Transmission Control Protocol V6",
 103                           },
 104 #endif
 105                           { .ival = "udp",
 106                             .oval = FIO_TYPE_UDP,
 107                             .help = "User Datagram Protocol",
 108                           },
 109 #ifdef CONFIG_IPV6
 110                           { .ival = "udpv6",
 111                             .oval = FIO_TYPE_UDP_V6,
 112                             .help = "User Datagram Protocol V6",
 113                           },
 114 #endif
 115                           { .ival = "unix",
 116                             .oval = FIO_TYPE_UNIX,
 117                             .help = "UNIX domain socket",
 118                           },
 119                 },
 120                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 121                 .group  = FIO_OPT_G_NETIO,
 122         },
 123 #ifdef CONFIG_TCP_NODELAY
 124         {
 125                 .name   = "nodelay",
 126                 .type   = FIO_OPT_BOOL,
 127                 .off1   = offsetof(struct netio_options, nodelay),
 128                 .help   = "Use TCP_NODELAY on TCP connections",
 129                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 130                 .group  = FIO_OPT_G_NETIO,
 131         },
 132 #endif
 133         {
 134                 .name   = "listen",
 135                 .lname  = "net engine listen",
 136                 .type   = FIO_OPT_STR_SET,
 137                 .off1   = offsetof(struct netio_options, listen),
 138                 .help   = "Listen for incoming TCP connections",
 139                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 140                 .group  = FIO_OPT_G_NETIO,
 141         },
 142         {
 143                 .name   = "pingpong",
 144                 .type   = FIO_OPT_STR_SET,
 145                 .off1   = offsetof(struct netio_options, pingpong),
 146                 .help   = "Ping-pong IO requests",
 147                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 148                 .group  = FIO_OPT_G_NETIO,
 149         },
 150         {
 151                 .name   = "interface",
 152                 .lname  = "net engine interface",
 153                 .type   = FIO_OPT_STR_STORE,
 154                 .off1   = offsetof(struct netio_options, intfc),
 155                 .help   = "Network interface to use",
 156                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 157                 .group  = FIO_OPT_G_NETIO,
 158         },
 159         {
 160                 .name   = "ttl",
 161                 .lname  = "net engine multicast ttl",
 162                 .type   = FIO_OPT_INT,
 163                 .off1   = offsetof(struct netio_options, ttl),
 164                 .def    = "1",
 165                 .minval = 0,
 166                 .help   = "Time-to-live value for outgoing UDP multicast packets",
 167                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 168                 .group  = FIO_OPT_G_NETIO,
 169         },
 170 #ifdef CONFIG_NET_WINDOWSIZE
 171         {
 172                 .name   = "window_size",
 173                 .lname  = "Window Size",
 174                 .type   = FIO_OPT_INT,
 175                 .off1   = offsetof(struct netio_options, window_size),
 176                 .minval = 0,
 177                 .help   = "Set socket buffer window size",
 178                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 179                 .group  = FIO_OPT_G_NETIO,
 180         },
 181 #endif
 182 #ifdef CONFIG_NET_MSS
 183         {
 184                 .name   = "mss",
 185                 .lname  = "Maximum segment size",
 186                 .type   = FIO_OPT_INT,
 187                 .off1   = offsetof(struct netio_options, mss),
 188                 .minval = 0,
 189                 .help   = "Set TCP maximum segment size",
 190                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 191                 .group  = FIO_OPT_G_NETIO,
 192         },
 193 #endif
 194         {
 195                 .name   = NULL,
 196         },
 197 };
 198
 199 static inline int is_udp(struct netio_options *o)
 200 {
 201         return o->proto == FIO_TYPE_UDP || o->proto == FIO_TYPE_UDP_V6;
 202 }
 203
 204 static inline int is_tcp(struct netio_options *o)
 205 {
 206         return o->proto == FIO_TYPE_TCP || o->proto == FIO_TYPE_TCP_V6;
 207 }
 208
 209 static inline int is_ipv6(struct netio_options *o)
 210 {
 211         return o->proto == FIO_TYPE_UDP_V6 || o->proto == FIO_TYPE_TCP_V6;
 212 }
 213
 214 static int set_window_size(struct thread_data *td, int fd)
 215 {
 216 #ifdef CONFIG_NET_WINDOWSIZE
 217         struct netio_options *o = td->eo;
 218         unsigned int wss;
 219         int snd, rcv, ret;
 220
 221         if (!o->window_size)
 222                 return 0;
 223
 224         rcv = o->listen || o->pingpong;
 225         snd = !o->listen || o->pingpong;
 226         wss = o->window_size;
 227         ret = 0;
 228
 229         if (rcv) {
 230                 ret = setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, (void *) &wss,
 231                                         sizeof(wss));
 232                 if (ret < 0)
 233                         td_verror(td, errno, "rcvbuf window size");
 234         }
 235         if (snd && !ret) {
 236                 ret = setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, (void *) &wss,
 237                                         sizeof(wss));
 238                 if (ret < 0)
 239                         td_verror(td, errno, "sndbuf window size");
 240         }
 241
 242         return ret;
 243 #else
 244         td_verror(td, -EINVAL, "setsockopt window size");
 245         return -1;
 246 #endif
 247 }
 248
 249 static int set_mss(struct thread_data *td, int fd)
 250 {
 251 #ifdef CONFIG_NET_MSS
 252         struct netio_options *o = td->eo;
 253         unsigned int mss;
 254         int ret;
 255
 256         if (!o->mss || !is_tcp(o))
 257                 return 0;
 258
 259         mss = o->mss;
 260         ret = setsockopt(fd, IPPROTO_TCP, TCP_MAXSEG, (void *) &mss,
 261                                 sizeof(mss));
 262         if (ret < 0)
 263                 td_verror(td, errno, "setsockopt TCP_MAXSEG");
 264
 265         return ret;
 266 #else
 267         td_verror(td, -EINVAL, "setsockopt TCP_MAXSEG");
 268         return -1;
 269 #endif
 270 }
 271
 272
 273 /*
 274  * Return -1 for error and 'nr events' for a positive number
 275  * of events
 276  */
 277 static int poll_wait(struct thread_data *td, int fd, short events)
 278 {
 279         struct pollfd pfd;
 280         int ret;
 281
 282         while (!td->terminate) {
 283                 pfd.fd = fd;
 284                 pfd.events = events;
 285                 ret = poll(&pfd, 1, -1);
 286                 if (ret < 0) {
 287                         if (errno == EINTR)
 288                                 break;
 289
 290                         td_verror(td, errno, "poll");
 291                         return -1;
 292                 } else if (!ret)
 293                         continue;
 294
 295                 break;
 296         }
 297
 298         if (pfd.revents & events)
 299                 return 1;
 300
 301         return -1;
 302 }
 303
 304 static int fio_netio_is_multicast(const char *mcaddr)
 305 {
 306         in_addr_t addr = inet_network(mcaddr);
 307         if (addr == -1)
 308                 return 0;
 309
 310         if (inet_network("224.0.0.0") <= addr &&
 311             inet_network("239.255.255.255") >= addr)
 312                 return 1;
 313
 314         return 0;
 315 }
 316
 317
 318 static int fio_netio_prep(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 319 {
 320         struct netio_options *o = td->eo;
 321
 322         /*
 323          * Make sure we don't see spurious reads to a receiver, and vice versa
 324          */
 325         if (is_tcp(o))
 326                 return 0;
 327
 328         if ((o->listen && io_u->ddir == DDIR_WRITE) ||
 329             (!o->listen && io_u->ddir == DDIR_READ)) {
 330                 td_verror(td, EINVAL, "bad direction");
 331                 return 1;
 332         }
 333
 334         return 0;
 335 }
 336
 337 #ifdef CONFIG_LINUX_SPLICE
 338 static int splice_io_u(int fdin, int fdout, unsigned int len)
 339 {
 340         int bytes = 0;
 341
 342         while (len) {
 343                 int ret = splice(fdin, NULL, fdout, NULL, len, 0);
 344
 345                 if (ret < 0) {
 346                         if (!bytes)
 347                                 bytes = ret;
 348
 349                         break;
 350                 } else if (!ret)
 351                         break;
 352
 353                 bytes += ret;
 354                 len -= ret;
 355         }
 356
 357         return bytes;
 358 }
 359
 360 /*
 361  * Receive bytes from a socket and fill them into the internal pipe
 362  */
 363 static int splice_in(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 364 {
 365         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 366
 367         return splice_io_u(io_u->file->fd, nd->pipes[1], io_u->xfer_buflen);
 368 }
 369
 370 /*
 371  * Transmit 'len' bytes from the internal pipe
 372  */
 373 static int splice_out(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 374                       unsigned int len)
 375 {
 376         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 377
 378         return splice_io_u(nd->pipes[0], io_u->file->fd, len);
 379 }
 380
 381 static int vmsplice_io_u(struct io_u *io_u, int fd, unsigned int len)
 382 {
 383         struct iovec iov = {
 384                 .iov_base = io_u->xfer_buf,
 385                 .iov_len = len,
 386         };
 387         int bytes = 0;
 388
 389         while (iov.iov_len) {
 390                 int ret = vmsplice(fd, &iov, 1, SPLICE_F_MOVE);
 391
 392                 if (ret < 0) {
 393                         if (!bytes)
 394                                 bytes = ret;
 395                         break;
 396                 } else if (!ret)
 397                         break;
 398
 399                 iov.iov_len -= ret;
 400                 iov.iov_base += ret;
 401                 bytes += ret;
 402         }
 403
 404         return bytes;
 405
 406 }
 407
 408 /*
 409  * vmsplice() pipe to io_u buffer
 410  */
 411 static int vmsplice_io_u_out(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 412                              unsigned int len)
 413 {
 414         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 415
 416         return vmsplice_io_u(io_u, nd->pipes[0], len);
 417 }
 418
 419 /*
 420  * vmsplice() io_u to pipe
 421  */
 422 static int vmsplice_io_u_in(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 423 {
 424         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 425
 426         return vmsplice_io_u(io_u, nd->pipes[1], io_u->xfer_buflen);
 427 }
 428
 429 /*
 430  * splice receive - transfer socket data into a pipe using splice, then map
 431  * that pipe data into the io_u using vmsplice.
 432  */
 433 static int fio_netio_splice_in(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 434 {
 435         int ret;
 436
 437         ret = splice_in(td, io_u);
 438         if (ret > 0)
 439                 return vmsplice_io_u_out(td, io_u, ret);
 440
 441         return ret;
 442 }
 443
 444 /*
 445  * splice transmit - map data from the io_u into a pipe by using vmsplice,
 446  * then transfer that pipe to a socket using splice.
 447  */
 448 static int fio_netio_splice_out(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 449 {
 450         int ret;
 451
 452         ret = vmsplice_io_u_in(td, io_u);
 453         if (ret > 0)
 454                 return splice_out(td, io_u, ret);
 455
 456         return ret;
 457 }
 458 #else
 459 static int fio_netio_splice_in(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 460 {
 461         errno = EOPNOTSUPP;
 462         return -1;
 463 }
 464
 465 static int fio_netio_splice_out(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 466 {
 467         errno = EOPNOTSUPP;
 468         return -1;
 469 }
 470 #endif
 471
 472 static int fio_netio_send(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 473 {
 474         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 475         struct netio_options *o = td->eo;
 476         int ret, flags = 0;
 477
 478         do {
 479                 if (is_udp(o)) {
 480                         const struct sockaddr *to;
 481                         socklen_t len;
 482
 483                         if (is_ipv6(o)) {
 484                                 to = (struct sockaddr *) &nd->addr6;
 485                                 len = sizeof(nd->addr6);
 486                         } else {
 487                                 to = (struct sockaddr *) &nd->addr;
 488                                 len = sizeof(nd->addr);
 489                         }
 490
 491                         ret = sendto(io_u->file->fd, io_u->xfer_buf,
 492                                         io_u->xfer_buflen, flags, to, len);
 493                 } else {
 494                         /*
 495                          * if we are going to write more, set MSG_MORE
 496                          */
 497 #ifdef MSG_MORE
 498                         if ((td->this_io_bytes[DDIR_WRITE] + io_u->xfer_buflen <
 499                             td->o.size) && !o->pingpong)
 500                                 flags |= MSG_MORE;
 501 #endif
 502                         ret = send(io_u->file->fd, io_u->xfer_buf,
 503                                         io_u->xfer_buflen, flags);
 504                 }
 505                 if (ret > 0)
 506                         break;
 507
 508                 ret = poll_wait(td, io_u->file->fd, POLLOUT);
 509                 if (ret <= 0)
 510                         break;
 511         } while (1);
 512
 513         return ret;
 514 }
 515
 516 static int is_udp_close(struct io_u *io_u, int len)
 517 {
 518         struct udp_close_msg *msg;
 519
 520         if (len != sizeof(struct udp_close_msg))
 521                 return 0;
 522
 523         msg = io_u->xfer_buf;
 524         if (ntohl(msg->magic) != FIO_LINK_OPEN_CLOSE_MAGIC)
 525                 return 0;
 526         if (ntohl(msg->cmd) != FIO_LINK_CLOSE)
 527                 return 0;
 528
 529         return 1;
 530 }
 531
 532 static int fio_netio_recv(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 533 {
 534         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 535         struct netio_options *o = td->eo;
 536         int ret, flags = 0;
 537
 538         do {
 539                 if (is_udp(o)) {
 540                         struct sockaddr *from;
 541                         socklen_t l, *len = &l;
 542
 543                         if (o->listen) {
 544                                 if (!is_ipv6(o)) {
 545                                         from = (struct sockaddr *) &nd->addr;
 546                                         *len = sizeof(nd->addr);
 547                                 } else {
 548                                         from = (struct sockaddr *) &nd->addr6;
 549                                         *len = sizeof(nd->addr6);
 550                                 }
 551                         } else {
 552                                 from = NULL;
 553                                 len = NULL;
 554                         }
 555
 556                         ret = recvfrom(io_u->file->fd, io_u->xfer_buf,
 557                                         io_u->xfer_buflen, flags, from, len);
 558                         if (is_udp_close(io_u, ret)) {
 559                                 td->done = 1;
 560                                 return 0;
 561                         }
 562                 } else {
 563                         ret = recv(io_u->file->fd, io_u->xfer_buf,
 564                                         io_u->xfer_buflen, flags);
 565                 }
 566                 if (ret > 0)
 567                         break;
 568                 else if (!ret && (flags & MSG_WAITALL))
 569                         break;
 570
 571                 ret = poll_wait(td, io_u->file->fd, POLLIN);
 572                 if (ret <= 0)
 573                         break;
 574                 flags |= MSG_WAITALL;
 575         } while (1);
 576
 577         return ret;
 578 }
 579
 580 static int __fio_netio_queue(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 581                              enum fio_ddir ddir)
 582 {
 583         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 584         struct netio_options *o = td->eo;
 585         int ret;
 586
 587         if (ddir == DDIR_WRITE) {
 588                 if (!nd->use_splice || is_udp(o) ||
 589                     o->proto == FIO_TYPE_UNIX)
 590                         ret = fio_netio_send(td, io_u);
 591                 else
 592                         ret = fio_netio_splice_out(td, io_u);
 593         } else if (ddir == DDIR_READ) {
 594                 if (!nd->use_splice || is_udp(o) ||
 595                     o->proto == FIO_TYPE_UNIX)
 596                         ret = fio_netio_recv(td, io_u);
 597                 else
 598                         ret = fio_netio_splice_in(td, io_u);
 599         } else
 600                 ret = 0;        /* must be a SYNC */
 601
 602         if (ret != (int) io_u->xfer_buflen) {
 603                 if (ret > 0) {
 604                         io_u->resid = io_u->xfer_buflen - ret;
 605                         io_u->error = 0;
 606                         return FIO_Q_COMPLETED;
 607                 } else if (!ret)
 608                         return FIO_Q_BUSY;
 609                 else {
 610                         int err = errno;
 611
 612                         if (ddir == DDIR_WRITE && err == EMSGSIZE)
 613                                 return FIO_Q_BUSY;
 614
 615                         io_u->error = err;
 616                 }
 617         }
 618
 619         if (io_u->error)
 620                 td_verror(td, io_u->error, "xfer");
 621
 622         return FIO_Q_COMPLETED;
 623 }
 624
 625 static int fio_netio_queue(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 626 {
 627         struct netio_options *o = td->eo;
 628         int ret;
 629
 630         fio_ro_check(td, io_u);
 631
 632         ret = __fio_netio_queue(td, io_u, io_u->ddir);
 633         if (!o->pingpong || ret != FIO_Q_COMPLETED)
 634                 return ret;
 635
 636         /*
 637          * For ping-pong mode, receive or send reply as needed
 638          */
 639         if (td_read(td) && io_u->ddir == DDIR_READ)
 640                 ret = __fio_netio_queue(td, io_u, DDIR_WRITE);
 641         else if (td_write(td) && io_u->ddir == DDIR_WRITE)
 642                 ret = __fio_netio_queue(td, io_u, DDIR_READ);
 643
 644         return ret;
 645 }
 646
 647 static int fio_netio_connect(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 648 {
 649         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 650         struct netio_options *o = td->eo;
 651         int type, domain;
 652
 653         if (o->proto == FIO_TYPE_TCP) {
 654                 domain = AF_INET;
 655                 type = SOCK_STREAM;
 656         } else if (o->proto == FIO_TYPE_TCP_V6) {
 657                 domain = AF_INET6;
 658                 type = SOCK_STREAM;
 659         } else if (o->proto == FIO_TYPE_UDP) {
 660                 domain = AF_INET;
 661                 type = SOCK_DGRAM;
 662         } else if (o->proto == FIO_TYPE_UDP_V6) {
 663                 domain = AF_INET6;
 664                 type = SOCK_DGRAM;
 665         } else if (o->proto == FIO_TYPE_UNIX) {
 666                 domain = AF_UNIX;
 667                 type = SOCK_STREAM;
 668         } else {
 669                 log_err("fio: bad network type %d\n", o->proto);
 670                 f->fd = -1;
 671                 return 1;
 672         }
 673
 674         f->fd = socket(domain, type, 0);
 675         if (f->fd < 0) {
 676                 td_verror(td, errno, "socket");
 677                 return 1;
 678         }
 679
 680 #ifdef CONFIG_TCP_NODELAY
 681         if (o->nodelay && is_tcp(o)) {
 682                 int optval = 1;
 683
 684                 if (setsockopt(f->fd, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, (void *) &optval, sizeof(int)) < 0) {
 685                         log_err("fio: cannot set TCP_NODELAY option on socket (%s), disable with 'nodelay=0'\n", strerror(errno));
 686                         return 1;
 687                 }
 688         }
 689 #endif
 690
 691         if (set_window_size(td, f->fd)) {
 692                 close(f->fd);
 693                 return 1;
 694         }
 695         if (set_mss(td, f->fd)) {
 696                 close(f->fd);
 697                 return 1;
 698         }
 699
 700         if (is_udp(o)) {
 701                 if (!fio_netio_is_multicast(td->o.filename))
 702                         return 0;
 703                 if (is_ipv6(o)) {
 704                         log_err("fio: multicast not supported on IPv6\n");
 705                         close(f->fd);
 706                         return 1;
 707                 }
 708
 709                 if (o->intfc) {
 710                         struct in_addr interface_addr;
 711
 712                         if (inet_aton(o->intfc, &interface_addr) == 0) {
 713                                 log_err("fio: interface not valid interface IP\n");
 714                                 close(f->fd);
 715                                 return 1;
 716                         }
 717                         if (setsockopt(f->fd, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_IF, (const char*)&interface_addr, sizeof(interface_addr)) < 0) {
 718                                 td_verror(td, errno, "setsockopt IP_MULTICAST_IF");
 719                                 close(f->fd);
 720                                 return 1;
 721                         }
 722                 }
 723                 if (setsockopt(f->fd, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_TTL, (const char*)&o->ttl, sizeof(o->ttl)) < 0) {
 724                         td_verror(td, errno, "setsockopt IP_MULTICAST_TTL");
 725                         close(f->fd);
 726                         return 1;
 727                 }
 728                 return 0;
 729         } else if (o->proto == FIO_TYPE_TCP) {
 730                 socklen_t len = sizeof(nd->addr);
 731
 732                 if (connect(f->fd, (struct sockaddr *) &nd->addr, len) < 0) {
 733                         td_verror(td, errno, "connect");
 734                         close(f->fd);
 735                         return 1;
 736                 }
 737         } else if (o->proto == FIO_TYPE_TCP_V6) {
 738                 socklen_t len = sizeof(nd->addr6);
 739
 740                 if (connect(f->fd, (struct sockaddr *) &nd->addr6, len) < 0) {
 741                         td_verror(td, errno, "connect");
 742                         close(f->fd);
 743                         return 1;
 744                 }
 745
 746         } else {
 747                 struct sockaddr_un *addr = &nd->addr_un;
 748                 socklen_t len;
 749
 750                 len = sizeof(addr->sun_family) + strlen(addr->sun_path) + 1;
 751
 752                 if (connect(f->fd, (struct sockaddr *) addr, len) < 0) {
 753                         td_verror(td, errno, "connect");
 754                         close(f->fd);
 755                         return 1;
 756                 }
 757         }
 758
 759         return 0;
 760 }
 761
 762 static int fio_netio_accept(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 763 {
 764         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 765         struct netio_options *o = td->eo;
 766         socklen_t socklen;
 767         int state;
 768
 769         if (is_udp(o)) {
 770                 f->fd = nd->listenfd;
 771                 return 0;
 772         }
 773
 774         state = td->runstate;
 775         td_set_runstate(td, TD_SETTING_UP);
 776
 777         log_info("fio: waiting for connection\n");
 778
 779         if (poll_wait(td, nd->listenfd, POLLIN) < 0)
 780                 goto err;
 781
 782         if (o->proto == FIO_TYPE_TCP) {
 783                 socklen = sizeof(nd->addr);
 784                 f->fd = accept(nd->listenfd, (struct sockaddr *) &nd->addr, &socklen);
 785         } else {
 786                 socklen = sizeof(nd->addr6);
 787                 f->fd = accept(nd->listenfd, (struct sockaddr *) &nd->addr6, &socklen);
 788         }
 789
 790         if (f->fd < 0) {
 791                 td_verror(td, errno, "accept");
 792                 goto err;
 793         }
 794
 795 #ifdef CONFIG_TCP_NODELAY
 796         if (o->nodelay && is_tcp(o)) {
 797                 int optval = 1;
 798
 799                 if (setsockopt(f->fd, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, (void *) &optval, sizeof(int)) < 0) {
 800                         log_err("fio: cannot set TCP_NODELAY option on socket (%s), disable with 'nodelay=0'\n", strerror(errno));
 801                         return 1;
 802                 }
 803         }
 804 #endif
 805
 806         reset_all_stats(td);
 807         td_set_runstate(td, state);
 808         return 0;
 809 err:
 810         td_set_runstate(td, state);
 811         return 1;
 812 }
 813
 814 static void fio_netio_udp_close(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 815 {
 816         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 817         struct netio_options *o = td->eo;
 818         struct udp_close_msg msg;
 819         struct sockaddr *to;
 820         socklen_t len;
 821         int ret;
 822
 823         if (is_ipv6(o)) {
 824                 to = (struct sockaddr *) &nd->addr6;
 825                 len = sizeof(nd->addr6);
 826         } else {
 827                 to = (struct sockaddr *) &nd->addr;
 828                 len = sizeof(nd->addr);
 829         }
 830
 831         msg.magic = htonl(FIO_LINK_OPEN_CLOSE_MAGIC);
 832         msg.cmd = htonl(FIO_LINK_CLOSE);
 833
 834         ret = sendto(f->fd, (void *) &msg, sizeof(msg), MSG_WAITALL, to, len);
 835         if (ret < 0)
 836                 td_verror(td, errno, "sendto udp link close");
 837 }
 838
 839 static int fio_netio_close_file(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 840 {
 841         struct netio_options *o = td->eo;
 842
 843         /*
 844          * If this is an UDP connection, notify the receiver that we are
 845          * closing down the link
 846          */
 847         if (is_udp(o))
 848                 fio_netio_udp_close(td, f);
 849
 850         return generic_close_file(td, f);
 851 }
 852
 853 static int fio_netio_udp_recv_open(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 854 {
 855         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 856         struct netio_options *o = td->eo;
 857         struct udp_close_msg msg;
 858         struct sockaddr *to;
 859         socklen_t len;
 860         int ret;
 861
 862         if (is_ipv6(o)) {
 863                 len = sizeof(nd->addr6);
 864                 to = (struct sockaddr *) &nd->addr6;
 865         } else {
 866                 len = sizeof(nd->addr);
 867                 to = (struct sockaddr *) &nd->addr;
 868         }
 869
 870         ret = recvfrom(f->fd, (void *) &msg, sizeof(msg), MSG_WAITALL, to, &len);
 871         if (ret < 0) {
 872                 td_verror(td, errno, "recvfrom udp link open");
 873                 return ret;
 874         }
 875
 876         if (ntohl(msg.magic) != FIO_LINK_OPEN_CLOSE_MAGIC ||
 877             ntohl(msg.cmd) != FIO_LINK_OPEN) {
 878                 log_err("fio: bad udp open magic %x/%x\n", ntohl(msg.magic),
 879                                                                 ntohl(msg.cmd));
 880                 return -1;
 881         }
 882
 883         return 0;
 884 }
 885
 886 static int fio_netio_udp_send_open(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 887 {
 888         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 889         struct netio_options *o = td->eo;
 890         struct udp_close_msg msg;
 891         struct sockaddr *to;
 892         socklen_t len;
 893         int ret;
 894
 895         if (is_ipv6(o)) {
 896                 len = sizeof(nd->addr6);
 897                 to = (struct sockaddr *) &nd->addr6;
 898         } else {
 899                 len = sizeof(nd->addr);
 900                 to = (struct sockaddr *) &nd->addr;
 901         }
 902
 903         msg.magic = htonl(FIO_LINK_OPEN_CLOSE_MAGIC);
 904         msg.cmd = htonl(FIO_LINK_OPEN);
 905
 906         ret = sendto(f->fd, (void *) &msg, sizeof(msg), MSG_WAITALL, to, len);
 907         if (ret < 0) {
 908                 td_verror(td, errno, "sendto udp link open");
 909                 return ret;
 910         }
 911
 912         return 0;
 913 }
 914
 915 static int fio_netio_open_file(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 916 {
 917         int ret;
 918         struct netio_options *o = td->eo;
 919
 920         if (o->listen)
 921                 ret = fio_netio_accept(td, f);
 922         else
 923                 ret = fio_netio_connect(td, f);
 924
 925         if (ret) {
 926                 f->fd = -1;
 927                 return ret;
 928         }
 929
 930         if (is_udp(o)) {
 931                 if (td_write(td))
 932                         ret = fio_netio_udp_send_open(td, f);
 933                 else {
 934                         int state;
 935
 936                         state = td->runstate;
 937                         td_set_runstate(td, TD_SETTING_UP);
 938                         ret = fio_netio_udp_recv_open(td, f);
 939                         td_set_runstate(td, state);
 940                 }
 941         }
 942
 943         if (ret)
 944                 fio_netio_close_file(td, f);
 945
 946         return ret;
 947 }
 948
 949 static int fio_fill_addr(struct thread_data *td, const char *host, int af,
 950                          void *dst, struct addrinfo **res)
 951 {
 952         struct netio_options *o = td->eo;
 953         struct addrinfo hints;
 954         int ret;
 955
 956         if (inet_pton(af, host, dst))
 957                 return 0;
 958
 959         memset(&hints, 0, sizeof(hints));
 960
 961         if (is_tcp(o))
 962                 hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
 963         else
 964                 hints.ai_socktype = SOCK_DGRAM;
 965
 966         if (is_ipv6(o))
 967                 hints.ai_family = AF_INET6;
 968         else
 969                 hints.ai_family = AF_INET;
 970
 971         ret = getaddrinfo(host, NULL, &hints, res);
 972         if (ret) {
 973                 int e = EINVAL;
 974                 char str[128];
 975
 976                 if (ret == EAI_SYSTEM)
 977                         e = errno;
 978
 979                 snprintf(str, sizeof(str), "getaddrinfo: %s", gai_strerror(ret));
 980                 td_verror(td, e, str);
 981                 return 1;
 982         }
 983
 984         return 0;
 985 }
 986
 987 static int fio_netio_setup_connect_inet(struct thread_data *td,
 988                                         const char *host, unsigned short port)
 989 {
 990         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 991         struct netio_options *o = td->eo;
 992         struct addrinfo *res = NULL;
 993         void *dst, *src;
 994         int af, len;
 995
 996         if (!host) {
 997                 log_err("fio: connect with no host to connect to.\n");
 998                 if (td_read(td))
 999                         log_err("fio: did you forget to set 'listen'?\n");
1000
1001                 td_verror(td, EINVAL, "no hostname= set");
1002                 return 1;
1003         }
1004
1005         nd->addr.sin_family = AF_INET;
1006         nd->addr.sin_port = htons(port);
1007         nd->addr6.sin6_family = AF_INET6;
1008         nd->addr6.sin6_port = htons(port);
1009
1010         if (is_ipv6(o)) {
1011                 af = AF_INET6;
1012                 dst = &nd->addr6.sin6_addr;
1013         } else {
1014                 af = AF_INET;
1015                 dst = &nd->addr.sin_addr;
1016         }
1017
1018         if (fio_fill_addr(td, host, af, dst, &res))
1019                 return 1;
1020
1021         if (!res)
1022                 return 0;
1023
1024         if (is_ipv6(o)) {
1025                 len = sizeof(nd->addr6.sin6_addr);
1026                 src = &((struct sockaddr_in6 *) res->ai_addr)->sin6_addr;
1027         } else {
1028                 len = sizeof(nd->addr.sin_addr);
1029                 src = &((struct sockaddr_in *) res->ai_addr)->sin_addr;
1030         }
1031
1032         memcpy(dst, src, len);
1033         freeaddrinfo(res);
1034         return 0;
1035 }
1036
1037 static int fio_netio_setup_connect_unix(struct thread_data *td,
1038                                         const char *path)
1039 {
1040         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
1041         struct sockaddr_un *soun = &nd->addr_un;
1042
1043         soun->sun_family = AF_UNIX;
1044         memset(soun->sun_path, 0, sizeof(soun->sun_path));
1045         strncpy(soun->sun_path, path, sizeof(soun->sun_path) - 1);
1046         return 0;
1047 }
1048
1049 static int fio_netio_setup_connect(struct thread_data *td)
1050 {
1051         struct netio_options *o = td->eo;
1052
1053         if (is_udp(o) || is_tcp(o))
1054                 return fio_netio_setup_connect_inet(td, td->o.filename,o->port);
1055         else
1056                 return fio_netio_setup_connect_unix(td, td->o.filename);
1057 }
1058
1059 static int fio_netio_setup_listen_unix(struct thread_data *td, const char *path)
1060 {
1061         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
1062         struct sockaddr_un *addr = &nd->addr_un;
1063         mode_t mode;
1064         int len, fd;
1065
1066         fd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
1067         if (fd < 0) {
1068                 log_err("fio: socket: %s\n", strerror(errno));
1069                 return -1;
1070         }
1071
1072         mode = umask(000);
1073
1074         memset(addr, 0, sizeof(*addr));
1075         addr->sun_family = AF_UNIX;
1076         strncpy(addr->sun_path, path, sizeof(addr->sun_path) - 1);
1077         unlink(path);
1078
1079         len = sizeof(addr->sun_family) + strlen(path) + 1;
1080
1081         if (bind(fd, (struct sockaddr *) addr, len) < 0) {
1082                 log_err("fio: bind: %s\n", strerror(errno));
1083                 close(fd);
1084                 return -1;
1085         }
1086
1087         umask(mode);
1088         nd->listenfd = fd;
1089         return 0;
1090 }
1091
1092 static int fio_netio_setup_listen_inet(struct thread_data *td, short port)
1093 {
1094         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
1095         struct netio_options *o = td->eo;
1096         struct ip_mreq mr;
1097         struct sockaddr_in sin;
1098         struct sockaddr *saddr;
1099         int fd, opt, type, domain;
1100         socklen_t len;
1101
1102         memset(&sin, 0, sizeof(sin));
1103
1104         if (o->proto == FIO_TYPE_TCP) {
1105                 type = SOCK_STREAM;
1106                 domain = AF_INET;
1107         } else if (o->proto == FIO_TYPE_TCP_V6) {
1108                 type = SOCK_STREAM;
1109                 domain = AF_INET6;
1110         } else if (o->proto == FIO_TYPE_UDP) {
1111                 type = SOCK_DGRAM;
1112                 domain = AF_INET;
1113         } else if (o->proto == FIO_TYPE_UDP_V6) {
1114                 type = SOCK_DGRAM;
1115                 domain = AF_INET6;
1116         } else {
1117                 log_err("fio: unknown proto %d\n", o->proto);
1118                 return 1;
1119         }
1120
1121         fd = socket(domain, type, 0);
1122         if (fd < 0) {
1123                 td_verror(td, errno, "socket");
1124                 return 1;
1125         }
1126
1127         opt = 1;
1128         if (setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (void *) &opt, sizeof(opt)) < 0) {
1129                 td_verror(td, errno, "setsockopt");
1130                 close(fd);
1131                 return 1;
1132         }
1133 #ifdef SO_REUSEPORT
1134         if (setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEPORT, (void *) &opt, sizeof(opt)) < 0) {
1135                 td_verror(td, errno, "setsockopt");
1136                 close(fd);
1137                 return 1;
1138         }
1139 #endif
1140
1141         if (set_window_size(td, fd)) {
1142                 close(fd);
1143                 return 1;
1144         }
1145         if (set_mss(td, fd)) {
1146                 close(fd);
1147                 return 1;
1148         }
1149
1150         if (td->o.filename) {
1151                 if (!is_udp(o) || !fio_netio_is_multicast(td->o.filename)) {
1152                         log_err("fio: hostname not valid for non-multicast inbound network IO\n");
1153                         close(fd);
1154                         return 1;
1155                 }
1156                 if (is_ipv6(o)) {
1157                         log_err("fio: IPv6 not supported for multicast network IO");
1158                         close(fd);
1159                         return 1;
1160                 }
1161
1162                 inet_aton(td->o.filename, &sin.sin_addr);
1163
1164                 mr.imr_multiaddr = sin.sin_addr;
1165                 if (o->intfc) {
1166                         if (inet_aton(o->intfc, &mr.imr_interface) == 0) {
1167                                 log_err("fio: interface not valid interface IP\n");
1168                                 close(fd);
1169                                 return 1;
1170                         }
1171                 } else {
1172                         mr.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
1173                 }
1174
1175                 if (setsockopt(fd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, (const char*)&mr, sizeof(mr)) < 0) {
1176                         td_verror(td, errno, "setsockopt IP_ADD_MEMBERSHIP");
1177                         close(fd);
1178                         return 1;
1179                 }
1180         }
1181
1182         if (!is_ipv6(o)) {
1183                 saddr = (struct sockaddr *) &nd->addr;
1184                 len = sizeof(nd->addr);
1185
1186                 nd->addr.sin_family = AF_INET;
1187                 nd->addr.sin_addr.s_addr = sin.sin_addr.s_addr ? sin.sin_addr.s_addr : htonl(INADDR_ANY);
1188                 nd->addr.sin_port = htons(port);
1189         } else {
1190                 saddr = (struct sockaddr *) &nd->addr6;
1191                 len = sizeof(nd->addr6);
1192
1193                 nd->addr6.sin6_family = AF_INET6;
1194                 nd->addr6.sin6_addr = in6addr_any;
1195                 nd->addr6.sin6_port = htons(port);
1196         }
1197
1198         if (bind(fd, saddr, len) < 0) {
1199                 close(fd);
1200                 td_verror(td, errno, "bind");
1201                 return 1;
1202         }
1203
1204         nd->listenfd = fd;
1205         return 0;
1206 }
1207
1208 static int fio_netio_setup_listen(struct thread_data *td)
1209 {
1210         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
1211         struct netio_options *o = td->eo;
1212         int ret;
1213
1214         if (is_udp(o) || is_tcp(o))
1215                 ret = fio_netio_setup_listen_inet(td, o->port);
1216         else
1217                 ret = fio_netio_setup_listen_unix(td, td->o.filename);
1218
1219         if (ret)
1220                 return ret;
1221         if (is_udp(o))
1222                 return 0;
1223
1224         if (listen(nd->listenfd, 10) < 0) {
1225                 td_verror(td, errno, "listen");
1226                 nd->listenfd = -1;
1227                 return 1;
1228         }
1229
1230         return 0;
1231 }
1232
1233 static int fio_netio_init(struct thread_data *td)
1234 {
1235         struct netio_options *o = td->eo;
1236         int ret;
1237
1238 #ifdef WIN32
1239         WSADATA wsd;
1240         WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsd);
1241 #endif
1242
1243         if (td_random(td)) {
1244                 log_err("fio: network IO can't be random\n");
1245                 return 1;
1246         }
1247
1248         if (o->proto == FIO_TYPE_UNIX && o->port) {
1249                 log_err("fio: network IO port not valid with unix socket\n");
1250                 return 1;
1251         } else if (o->proto != FIO_TYPE_UNIX && !o->port) {
1252                 log_err("fio: network IO requires port for tcp or udp\n");
1253                 return 1;
1254         }
1255
1256         if (!is_tcp(o)) {
1257                 if (o->listen) {
1258                         log_err("fio: listen only valid for TCP proto IO\n");
1259                         return 1;
1260                 }
1261                 if (td_rw(td)) {
1262                         log_err("fio: datagram network connections must be"
1263                                    " read OR write\n");
1264                         return 1;
1265                 }
1266                 if (o->proto == FIO_TYPE_UNIX && !td->o.filename) {
1267                         log_err("fio: UNIX sockets need host/filename\n");
1268                         return 1;
1269                 }
1270                 o->listen = td_read(td);
1271         }
1272
1273         if (o->listen)
1274                 ret = fio_netio_setup_listen(td);
1275         else
1276                 ret = fio_netio_setup_connect(td);
1277
1278         return ret;
1279 }
1280
1281 static void fio_netio_cleanup(struct thread_data *td)
1282 {
1283         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
1284
1285         if (nd) {
1286                 if (nd->listenfd != -1)
1287                         close(nd->listenfd);
1288                 if (nd->pipes[0] != -1)
1289                         close(nd->pipes[0]);
1290                 if (nd->pipes[1] != -1)
1291                         close(nd->pipes[1]);
1292
1293                 free(nd);
1294         }
1295 }
1296
1297 static int fio_netio_setup(struct thread_data *td)
1298 {
1299         struct netio_data *nd;
1300
1301         if (!td->files_index) {
1302                 add_file(td, td->o.filename ?: "net", 0, 0);
1303                 td->o.nr_files = td->o.nr_files ?: 1;
1304                 td->o.open_files++;
1305         }
1306
1307         if (!td->io_ops->data) {
1308                 nd = malloc(sizeof(*nd));;
1309
1310                 memset(nd, 0, sizeof(*nd));
1311                 nd->listenfd = -1;
1312                 nd->pipes[0] = nd->pipes[1] = -1;
1313                 td->io_ops->data = nd;
1314         }
1315
1316         return 0;
1317 }
1318
1319 static void fio_netio_terminate(struct thread_data *td)
1320 {
1321         kill(td->pid, SIGTERM);
1322 }
1323
1324 #ifdef CONFIG_LINUX_SPLICE
1325 static int fio_netio_setup_splice(struct thread_data *td)
1326 {
1327         struct netio_data *nd;
1328
1329         fio_netio_setup(td);
1330
1331         nd = td->io_ops->data;
1332         if (nd) {
1333                 if (pipe(nd->pipes) < 0)
1334                         return 1;
1335
1336                 nd->use_splice = 1;
1337                 return 0;
1338         }
1339
1340         return 1;
1341 }
1342
1343 static struct ioengine_ops ioengine_splice = {
1344         .name                   = "netsplice",
1345         .version                = FIO_IOOPS_VERSION,
1346         .prep                   = fio_netio_prep,
1347         .queue                  = fio_netio_queue,
1348         .setup                  = fio_netio_setup_splice,
1349         .init                   = fio_netio_init,
1350         .cleanup                = fio_netio_cleanup,
1351         .open_file              = fio_netio_open_file,
1352         .close_file             = fio_netio_close_file,
1353         .terminate              = fio_netio_terminate,
1354         .options                = options,
1355         .option_struct_size     = sizeof(struct netio_options),
1356         .flags                  = FIO_SYNCIO | FIO_DISKLESSIO | FIO_UNIDIR |
1357                                   FIO_PIPEIO,
1358 };
1359 #endif
1360
1361 static struct ioengine_ops ioengine_rw = {
1362         .name                   = "net",
1363         .version                = FIO_IOOPS_VERSION,
1364         .prep                   = fio_netio_prep,
1365         .queue                  = fio_netio_queue,
1366         .setup                  = fio_netio_setup,
1367         .init                   = fio_netio_init,
1368         .cleanup                = fio_netio_cleanup,
1369         .open_file              = fio_netio_open_file,
1370         .close_file             = fio_netio_close_file,
1371         .terminate              = fio_netio_terminate,
1372         .options                = options,
1373         .option_struct_size     = sizeof(struct netio_options),
1374         .flags                  = FIO_SYNCIO | FIO_DISKLESSIO | FIO_UNIDIR |
1375                                   FIO_PIPEIO | FIO_BIT_BASED,
1376 };
1377
1378 static int str_hostname_cb(void *data, const char *input)
1379 {
1380         struct netio_options *o = data;
1381
1382         if (o->td->o.filename)
1383                 free(o->td->o.filename);
1384         o->td->o.filename = strdup(input);
1385         return 0;
1386 }
1387
1388 static void fio_init fio_netio_register(void)
1389 {
1390         register_ioengine(&ioengine_rw);
1391 #ifdef CONFIG_LINUX_SPLICE
1392         register_ioengine(&ioengine_splice);
1393 #endif
1394 }
1395
1396 static void fio_exit fio_netio_unregister(void)
1397 {
1398         unregister_ioengine(&ioengine_rw);
1399 #ifdef CONFIG_LINUX_SPLICE
1400         unregister_ioengine(&ioengine_splice);
1401 #endif
1402 }