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_un addr_un;
  31 };
  32
  33 struct netio_options {
  34         struct thread_data *td;
  35         unsigned int port;
  36         unsigned int proto;
  37         unsigned int listen;
  38         unsigned int pingpong;
  39         unsigned int nodelay;
  40         unsigned int ttl;
  41         char * interface;
  42 };
  43
  44 struct udp_close_msg {
  45         uint32_t magic;
  46         uint32_t cmd;
  47 };
  48
  49 enum {
  50         FIO_LINK_CLOSE = 0x89,
  51         FIO_LINK_OPEN_CLOSE_MAGIC = 0x6c696e6b,
  52         FIO_LINK_OPEN = 0x98,
  53
  54         FIO_TYPE_TCP    = 1,
  55         FIO_TYPE_UDP    = 2,
  56         FIO_TYPE_UNIX   = 3,
  57 };
  58
  59 static int str_hostname_cb(void *data, const char *input);
  60 static struct fio_option options[] = {
  61         {
  62                 .name   = "hostname",
  63                 .lname  = "net engine hostname",
  64                 .type   = FIO_OPT_STR_STORE,
  65                 .cb     = str_hostname_cb,
  66                 .help   = "Hostname for net IO engine",
  67                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
  68                 .group  = FIO_OPT_G_NETIO,
  69         },
  70         {
  71                 .name   = "port",
  72                 .lname  = "net engine port",
  73                 .type   = FIO_OPT_INT,
  74                 .off1   = offsetof(struct netio_options, port),
  75                 .minval = 1,
  76                 .maxval = 65535,
  77                 .help   = "Port to use for TCP or UDP net connections",
  78                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
  79                 .group  = FIO_OPT_G_NETIO,
  80         },
  81         {
  82                 .name   = "protocol",
  83                 .lname  = "net engine protocol",
  84                 .alias  = "proto",
  85                 .type   = FIO_OPT_STR,
  86                 .off1   = offsetof(struct netio_options, proto),
  87                 .help   = "Network protocol to use",
  88                 .def    = "tcp",
  89                 .posval = {
  90                           { .ival = "tcp",
  91                             .oval = FIO_TYPE_TCP,
  92                             .help = "Transmission Control Protocol",
  93                           },
  94                           { .ival = "udp",
  95                             .oval = FIO_TYPE_UDP,
  96                             .help = "User Datagram Protocol",
  97                           },
  98                           { .ival = "unix",
  99                             .oval = FIO_TYPE_UNIX,
 100                             .help = "UNIX domain socket",
 101                           },
 102                 },
 103                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 104                 .group  = FIO_OPT_G_NETIO,
 105         },
 106 #ifdef CONFIG_TCP_NODELAY
 107         {
 108                 .name   = "nodelay",
 109                 .type   = FIO_OPT_BOOL,
 110                 .off1   = offsetof(struct netio_options, nodelay),
 111                 .help   = "Use TCP_NODELAY on TCP connections",
 112                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 113                 .group  = FIO_OPT_G_NETIO,
 114         },
 115 #endif
 116         {
 117                 .name   = "listen",
 118                 .lname  = "net engine listen",
 119                 .type   = FIO_OPT_STR_SET,
 120                 .off1   = offsetof(struct netio_options, listen),
 121                 .help   = "Listen for incoming TCP connections",
 122                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 123                 .group  = FIO_OPT_G_NETIO,
 124         },
 125         {
 126                 .name   = "pingpong",
 127                 .type   = FIO_OPT_STR_SET,
 128                 .off1   = offsetof(struct netio_options, pingpong),
 129                 .help   = "Ping-pong IO requests",
 130                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 131                 .group  = FIO_OPT_G_NETIO,
 132         },
 133         {
 134                 .name   = "interface",
 135                 .lname  = "net engine interface",
 136                 .type   = FIO_OPT_STR_STORE,
 137                 .off1   = offsetof(struct netio_options, interface),
 138                 .help   = "Network interface to use",
 139                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 140                 .group  = FIO_OPT_G_NETIO,
 141         },
 142         {
 143                 .name   = "ttl",
 144                 .lname  = "net engine multicast ttl",
 145                 .type   = FIO_OPT_INT,
 146                 .off1   = offsetof(struct netio_options, ttl),
 147                 .def    = "1",
 148                 .minval = 0,
 149                 .help   = "Time-to-live value for outgoing UDP multicast packets",
 150                 .category = FIO_OPT_C_ENGINE,
 151                 .group  = FIO_OPT_G_NETIO,
 152         },
 153         {
 154                 .name   = NULL,
 155         },
 156 };
 157
 158 /*
 159  * Return -1 for error and 'nr events' for a positive number
 160  * of events
 161  */
 162 static int poll_wait(struct thread_data *td, int fd, short events)
 163 {
 164         struct pollfd pfd;
 165         int ret;
 166
 167         while (!td->terminate) {
 168                 pfd.fd = fd;
 169                 pfd.events = events;
 170                 ret = poll(&pfd, 1, -1);
 171                 if (ret < 0) {
 172                         if (errno == EINTR)
 173                                 break;
 174
 175                         td_verror(td, errno, "poll");
 176                         return -1;
 177                 } else if (!ret)
 178                         continue;
 179
 180                 break;
 181         }
 182
 183         if (pfd.revents & events)
 184                 return 1;
 185
 186         return -1;
 187 }
 188
 189 static int fio_netio_is_multicast(const char *mcaddr)
 190 {
 191         in_addr_t addr = inet_network(mcaddr);
 192         if (addr == -1)
 193                 return 0;
 194
 195         if (inet_network("224.0.0.0") <= addr &&
 196             inet_network("239.255.255.255") >= addr)
 197                 return 1;
 198
 199         return 0;
 200 }
 201
 202
 203 static int fio_netio_prep(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 204 {
 205         struct netio_options *o = td->eo;
 206
 207         /*
 208          * Make sure we don't see spurious reads to a receiver, and vice versa
 209          */
 210         if (o->proto == FIO_TYPE_TCP)
 211                 return 0;
 212
 213         if ((o->listen && io_u->ddir == DDIR_WRITE) ||
 214             (!o->listen && io_u->ddir == DDIR_READ)) {
 215                 td_verror(td, EINVAL, "bad direction");
 216                 return 1;
 217         }
 218
 219         return 0;
 220 }
 221
 222 #ifdef CONFIG_LINUX_SPLICE
 223 static int splice_io_u(int fdin, int fdout, unsigned int len)
 224 {
 225         int bytes = 0;
 226
 227         while (len) {
 228                 int ret = splice(fdin, NULL, fdout, NULL, len, 0);
 229
 230                 if (ret < 0) {
 231                         if (!bytes)
 232                                 bytes = ret;
 233
 234                         break;
 235                 } else if (!ret)
 236                         break;
 237
 238                 bytes += ret;
 239                 len -= ret;
 240         }
 241
 242         return bytes;
 243 }
 244
 245 /*
 246  * Receive bytes from a socket and fill them into the internal pipe
 247  */
 248 static int splice_in(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 249 {
 250         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 251
 252         return splice_io_u(io_u->file->fd, nd->pipes[1], io_u->xfer_buflen);
 253 }
 254
 255 /*
 256  * Transmit 'len' bytes from the internal pipe
 257  */
 258 static int splice_out(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 259                       unsigned int len)
 260 {
 261         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 262
 263         return splice_io_u(nd->pipes[0], io_u->file->fd, len);
 264 }
 265
 266 static int vmsplice_io_u(struct io_u *io_u, int fd, unsigned int len)
 267 {
 268         struct iovec iov = {
 269                 .iov_base = io_u->xfer_buf,
 270                 .iov_len = len,
 271         };
 272         int bytes = 0;
 273
 274         while (iov.iov_len) {
 275                 int ret = vmsplice(fd, &iov, 1, SPLICE_F_MOVE);
 276
 277                 if (ret < 0) {
 278                         if (!bytes)
 279                                 bytes = ret;
 280                         break;
 281                 } else if (!ret)
 282                         break;
 283
 284                 iov.iov_len -= ret;
 285                 iov.iov_base += ret;
 286                 bytes += ret;
 287         }
 288
 289         return bytes;
 290
 291 }
 292
 293 /*
 294  * vmsplice() pipe to io_u buffer
 295  */
 296 static int vmsplice_io_u_out(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 297                              unsigned int len)
 298 {
 299         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 300
 301         return vmsplice_io_u(io_u, nd->pipes[0], len);
 302 }
 303
 304 /*
 305  * vmsplice() io_u to pipe
 306  */
 307 static int vmsplice_io_u_in(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 308 {
 309         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 310
 311         return vmsplice_io_u(io_u, nd->pipes[1], io_u->xfer_buflen);
 312 }
 313
 314 /*
 315  * splice receive - transfer socket data into a pipe using splice, then map
 316  * that pipe data into the io_u using vmsplice.
 317  */
 318 static int fio_netio_splice_in(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 319 {
 320         int ret;
 321
 322         ret = splice_in(td, io_u);
 323         if (ret > 0)
 324                 return vmsplice_io_u_out(td, io_u, ret);
 325
 326         return ret;
 327 }
 328
 329 /*
 330  * splice transmit - map data from the io_u into a pipe by using vmsplice,
 331  * then transfer that pipe to a socket using splice.
 332  */
 333 static int fio_netio_splice_out(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 334 {
 335         int ret;
 336
 337         ret = vmsplice_io_u_in(td, io_u);
 338         if (ret > 0)
 339                 return splice_out(td, io_u, ret);
 340
 341         return ret;
 342 }
 343 #else
 344 static int fio_netio_splice_in(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 345 {
 346         errno = EOPNOTSUPP;
 347         return -1;
 348 }
 349
 350 static int fio_netio_splice_out(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 351 {
 352         errno = EOPNOTSUPP;
 353         return -1;
 354 }
 355 #endif
 356
 357 static int fio_netio_send(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 358 {
 359         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 360         struct netio_options *o = td->eo;
 361         int ret, flags = 0;
 362
 363         do {
 364                 if (o->proto == FIO_TYPE_UDP) {
 365                         struct sockaddr *to = (struct sockaddr *) &nd->addr;
 366
 367                         ret = sendto(io_u->file->fd, io_u->xfer_buf,
 368                                         io_u->xfer_buflen, flags, to,
 369                                         sizeof(*to));
 370                 } else {
 371                         /*
 372                          * if we are going to write more, set MSG_MORE
 373                          */
 374 #ifdef MSG_MORE
 375                         if ((td->this_io_bytes[DDIR_WRITE] + io_u->xfer_buflen <
 376                             td->o.size) && !o->pingpong)
 377                                 flags |= MSG_MORE;
 378 #endif
 379                         ret = send(io_u->file->fd, io_u->xfer_buf,
 380                                         io_u->xfer_buflen, flags);
 381                 }
 382                 if (ret > 0)
 383                         break;
 384
 385                 ret = poll_wait(td, io_u->file->fd, POLLOUT);
 386                 if (ret <= 0)
 387                         break;
 388         } while (1);
 389
 390         return ret;
 391 }
 392
 393 static int is_udp_close(struct io_u *io_u, int len)
 394 {
 395         struct udp_close_msg *msg;
 396
 397         if (len != sizeof(struct udp_close_msg))
 398                 return 0;
 399
 400         msg = io_u->xfer_buf;
 401         if (ntohl(msg->magic) != FIO_LINK_OPEN_CLOSE_MAGIC)
 402                 return 0;
 403         if (ntohl(msg->cmd) != FIO_LINK_CLOSE)
 404                 return 0;
 405
 406         return 1;
 407 }
 408
 409 static int fio_netio_recv(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 410 {
 411         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 412         struct netio_options *o = td->eo;
 413         int ret, flags = 0;
 414
 415         do {
 416                 if (o->proto == FIO_TYPE_UDP) {
 417                         socklen_t l;
 418                         socklen_t *len = &l;
 419                         struct sockaddr *from;
 420
 421                         if (o->listen) {
 422                                 from = (struct sockaddr *) &nd->addr;
 423                                 *len = sizeof(nd->addr);
 424                         } else {
 425                                 from = NULL;
 426                                 len = NULL;
 427                         }
 428
 429                         ret = recvfrom(io_u->file->fd, io_u->xfer_buf,
 430                                         io_u->xfer_buflen, flags, from, len);
 431                         if (is_udp_close(io_u, ret)) {
 432                                 td->done = 1;
 433                                 return 0;
 434                         }
 435                 } else {
 436                         ret = recv(io_u->file->fd, io_u->xfer_buf,
 437                                         io_u->xfer_buflen, flags);
 438                 }
 439                 if (ret > 0)
 440                         break;
 441                 else if (!ret && (flags & MSG_WAITALL))
 442                         break;
 443
 444                 ret = poll_wait(td, io_u->file->fd, POLLIN);
 445                 if (ret <= 0)
 446                         break;
 447                 flags |= MSG_WAITALL;
 448         } while (1);
 449
 450         return ret;
 451 }
 452
 453 static int __fio_netio_queue(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 454                              enum fio_ddir ddir)
 455 {
 456         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 457         struct netio_options *o = td->eo;
 458         int ret;
 459
 460         if (ddir == DDIR_WRITE) {
 461                 if (!nd->use_splice || o->proto == FIO_TYPE_UDP ||
 462                     o->proto == FIO_TYPE_UNIX)
 463                         ret = fio_netio_send(td, io_u);
 464                 else
 465                         ret = fio_netio_splice_out(td, io_u);
 466         } else if (ddir == DDIR_READ) {
 467                 if (!nd->use_splice || o->proto == FIO_TYPE_UDP ||
 468                     o->proto == FIO_TYPE_UNIX)
 469                         ret = fio_netio_recv(td, io_u);
 470                 else
 471                         ret = fio_netio_splice_in(td, io_u);
 472         } else
 473                 ret = 0;        /* must be a SYNC */
 474
 475         if (ret != (int) io_u->xfer_buflen) {
 476                 if (ret >= 0) {
 477                         io_u->resid = io_u->xfer_buflen - ret;
 478                         io_u->error = 0;
 479                         return FIO_Q_COMPLETED;
 480                 } else {
 481                         int err = errno;
 482
 483                         if (ddir == DDIR_WRITE && err == EMSGSIZE)
 484                                 return FIO_Q_BUSY;
 485
 486                         io_u->error = err;
 487                 }
 488         }
 489
 490         if (io_u->error)
 491                 td_verror(td, io_u->error, "xfer");
 492
 493         return FIO_Q_COMPLETED;
 494 }
 495
 496 static int fio_netio_queue(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 497 {
 498         struct netio_options *o = td->eo;
 499         int ret;
 500
 501         fio_ro_check(td, io_u);
 502
 503         ret = __fio_netio_queue(td, io_u, io_u->ddir);
 504         if (!o->pingpong || ret != FIO_Q_COMPLETED)
 505                 return ret;
 506
 507         /*
 508          * For ping-pong mode, receive or send reply as needed
 509          */
 510         if (td_read(td) && io_u->ddir == DDIR_READ)
 511                 ret = __fio_netio_queue(td, io_u, DDIR_WRITE);
 512         else if (td_write(td) && io_u->ddir == DDIR_WRITE)
 513                 ret = __fio_netio_queue(td, io_u, DDIR_READ);
 514
 515         return ret;
 516 }
 517
 518 static int fio_netio_connect(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 519 {
 520         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 521         struct netio_options *o = td->eo;
 522         int type, domain;
 523
 524         if (o->proto == FIO_TYPE_TCP) {
 525                 domain = AF_INET;
 526                 type = SOCK_STREAM;
 527         } else if (o->proto == FIO_TYPE_UDP) {
 528                 domain = AF_INET;
 529                 type = SOCK_DGRAM;
 530         } else if (o->proto == FIO_TYPE_UNIX) {
 531                 domain = AF_UNIX;
 532                 type = SOCK_STREAM;
 533         } else {
 534                 log_err("fio: bad network type %d\n", o->proto);
 535                 f->fd = -1;
 536                 return 1;
 537         }
 538
 539         f->fd = socket(domain, type, 0);
 540         if (f->fd < 0) {
 541                 td_verror(td, errno, "socket");
 542                 return 1;
 543         }
 544
 545 #ifdef CONFIG_TCP_NODELAY
 546         if (o->nodelay && o->proto == FIO_TYPE_TCP) {
 547                 int optval = 1;
 548
 549                 if (setsockopt(f->fd, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, (void *) &optval, sizeof(int)) < 0) {
 550                         log_err("fio: cannot set TCP_NODELAY option on socket (%s), disable with 'nodelay=0'\n", strerror(errno));
 551                         return 1;
 552                 }
 553         }
 554 #endif
 555
 556         if (o->proto == FIO_TYPE_UDP) {
 557                 if (!fio_netio_is_multicast(td->o.filename))
 558                         return 0;
 559
 560                 if (o->interface) {
 561                         struct in_addr interface_addr;
 562                         if (inet_aton(o->interface, &interface_addr) == 0) {
 563                                 log_err("fio: interface not valid interface IP\n");
 564                                 close(f->fd);
 565                                 return 1;
 566                         }
 567                         if (setsockopt(f->fd, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_IF, &interface_addr, sizeof(interface_addr)) < 0) {
 568                                 td_verror(td, errno, "setsockopt IP_MULTICAST_IF");
 569                                 close(f->fd);
 570                                 return 1;
 571                         }
 572                 }
 573                 if (setsockopt(f->fd, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_TTL, &o->ttl, sizeof(o->ttl)) < 0) {
 574                         td_verror(td, errno, "setsockopt IP_MULTICAST_TTL");
 575                         close(f->fd);
 576                         return 1;
 577                 }
 578                 return 0;
 579         } else if (o->proto == FIO_TYPE_TCP) {
 580                 socklen_t len = sizeof(nd->addr);
 581
 582                 if (connect(f->fd, (struct sockaddr *) &nd->addr, len) < 0) {
 583                         td_verror(td, errno, "connect");
 584                         close(f->fd);
 585                         return 1;
 586                 }
 587         } else {
 588                 struct sockaddr_un *addr = &nd->addr_un;
 589                 socklen_t len;
 590
 591                 len = sizeof(addr->sun_family) + strlen(addr->sun_path) + 1;
 592
 593                 if (connect(f->fd, (struct sockaddr *) addr, len) < 0) {
 594                         td_verror(td, errno, "connect");
 595                         close(f->fd);
 596                         return 1;
 597                 }
 598         }
 599
 600         return 0;
 601 }
 602
 603 static int fio_netio_accept(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 604 {
 605         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 606         struct netio_options *o = td->eo;
 607         socklen_t socklen = sizeof(nd->addr);
 608         int state;
 609
 610         if (o->proto == FIO_TYPE_UDP) {
 611                 f->fd = nd->listenfd;
 612                 return 0;
 613         }
 614
 615         state = td->runstate;
 616         td_set_runstate(td, TD_SETTING_UP);
 617
 618         log_info("fio: waiting for connection\n");
 619
 620         if (poll_wait(td, nd->listenfd, POLLIN) < 0)
 621                 goto err;
 622
 623         f->fd = accept(nd->listenfd, (struct sockaddr *) &nd->addr, &socklen);
 624         if (f->fd < 0) {
 625                 td_verror(td, errno, "accept");
 626                 goto err;
 627         }
 628
 629 #ifdef CONFIG_TCP_NODELAY
 630         if (o->nodelay && o->proto == FIO_TYPE_TCP) {
 631                 int optval = 1;
 632
 633                 if (setsockopt(f->fd, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, (void *) &optval, sizeof(int)) < 0) {
 634                         log_err("fio: cannot set TCP_NODELAY option on socket (%s), disable with 'nodelay=0'\n", strerror(errno));
 635                         return 1;
 636                 }
 637         }
 638 #endif
 639
 640         reset_all_stats(td);
 641         td_set_runstate(td, state);
 642         return 0;
 643 err:
 644         td_set_runstate(td, state);
 645         return 1;
 646 }
 647
 648 static void fio_netio_udp_close(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 649 {
 650         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 651         struct udp_close_msg msg;
 652         struct sockaddr *to = (struct sockaddr *) &nd->addr;
 653         int ret;
 654
 655         msg.magic = htonl(FIO_LINK_OPEN_CLOSE_MAGIC);
 656         msg.cmd = htonl(FIO_LINK_CLOSE);
 657
 658         ret = sendto(f->fd, (void *) &msg, sizeof(msg), MSG_WAITALL, to,
 659                         sizeof(nd->addr));
 660         if (ret < 0)
 661                 td_verror(td, errno, "sendto udp link close");
 662 }
 663
 664 static int fio_netio_close_file(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 665 {
 666         struct netio_options *o = td->eo;
 667
 668         /*
 669          * If this is an UDP connection, notify the receiver that we are
 670          * closing down the link
 671          */
 672         if (o->proto == FIO_TYPE_UDP)
 673                 fio_netio_udp_close(td, f);
 674
 675         return generic_close_file(td, f);
 676 }
 677
 678 static int fio_netio_udp_recv_open(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 679 {
 680         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 681         struct udp_close_msg msg;
 682         struct sockaddr *to = (struct sockaddr *) &nd->addr;
 683         socklen_t len = sizeof(nd->addr);
 684         int ret;
 685
 686         ret = recvfrom(f->fd, (void *) &msg, sizeof(msg), MSG_WAITALL, to, &len);
 687         if (ret < 0) {
 688                 td_verror(td, errno, "recvfrom udp link open");
 689                 return ret;
 690         }
 691
 692         if (ntohl(msg.magic) != FIO_LINK_OPEN_CLOSE_MAGIC ||
 693             ntohl(msg.cmd) != FIO_LINK_OPEN) {
 694                 log_err("fio: bad udp open magic %x/%x\n", ntohl(msg.magic),
 695                                                                 ntohl(msg.cmd));
 696                 return -1;
 697         }
 698
 699         return 0;
 700 }
 701
 702 static int fio_netio_udp_send_open(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 703 {
 704         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 705         struct udp_close_msg msg;
 706         struct sockaddr *to = (struct sockaddr *) &nd->addr;
 707         int ret;
 708
 709         msg.magic = htonl(FIO_LINK_OPEN_CLOSE_MAGIC);
 710         msg.cmd = htonl(FIO_LINK_OPEN);
 711
 712         ret = sendto(f->fd, (void *) &msg, sizeof(msg), MSG_WAITALL, to,
 713                         sizeof(nd->addr));
 714         if (ret < 0) {
 715                 td_verror(td, errno, "sendto udp link open");
 716                 return ret;
 717         }
 718
 719         return 0;
 720 }
 721
 722 static int fio_netio_open_file(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 723 {
 724         int ret;
 725         struct netio_options *o = td->eo;
 726
 727         if (o->listen)
 728                 ret = fio_netio_accept(td, f);
 729         else
 730                 ret = fio_netio_connect(td, f);
 731
 732         if (ret) {
 733                 f->fd = -1;
 734                 return ret;
 735         }
 736
 737         if (o->proto == FIO_TYPE_UDP) {
 738                 if (td_write(td))
 739                         ret = fio_netio_udp_send_open(td, f);
 740                 else {
 741                         int state;
 742
 743                         state = td->runstate;
 744                         td_set_runstate(td, TD_SETTING_UP);
 745                         ret = fio_netio_udp_recv_open(td, f);
 746                         td_set_runstate(td, state);
 747                 }
 748         }
 749
 750         if (ret)
 751                 fio_netio_close_file(td, f);
 752
 753         return ret;
 754 }
 755
 756 static int fio_netio_setup_connect_inet(struct thread_data *td,
 757                                         const char *host, unsigned short port)
 758 {
 759         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 760
 761         if (!host) {
 762                 log_err("fio: connect with no host to connect to.\n");
 763                 if (td_read(td))
 764                         log_err("fio: did you forget to set 'listen'?\n");
 765
 766                 td_verror(td, EINVAL, "no hostname= set");
 767                 return 1;
 768         }
 769
 770         nd->addr.sin_family = AF_INET;
 771         nd->addr.sin_port = htons(port);
 772
 773         if (inet_aton(host, &nd->addr.sin_addr) != 1) {
 774                 struct hostent *hent;
 775
 776                 hent = gethostbyname(host);
 777                 if (!hent) {
 778                         td_verror(td, errno, "gethostbyname");
 779                         return 1;
 780                 }
 781
 782                 memcpy(&nd->addr.sin_addr, hent->h_addr, 4);
 783         }
 784
 785         return 0;
 786 }
 787
 788 static int fio_netio_setup_connect_unix(struct thread_data *td,
 789                                         const char *path)
 790 {
 791         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 792         struct sockaddr_un *soun = &nd->addr_un;
 793
 794         soun->sun_family = AF_UNIX;
 795         strcpy(soun->sun_path, path);
 796         return 0;
 797 }
 798
 799 static int fio_netio_setup_connect(struct thread_data *td)
 800 {
 801         struct netio_options *o = td->eo;
 802
 803         if (o->proto == FIO_TYPE_UDP || o->proto == FIO_TYPE_TCP)
 804                 return fio_netio_setup_connect_inet(td, td->o.filename,o->port);
 805         else
 806                 return fio_netio_setup_connect_unix(td, td->o.filename);
 807 }
 808
 809 static int fio_netio_setup_listen_unix(struct thread_data *td, const char *path)
 810 {
 811         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 812         struct sockaddr_un *addr = &nd->addr_un;
 813         mode_t mode;
 814         int len, fd;
 815
 816         fd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
 817         if (fd < 0) {
 818                 log_err("fio: socket: %s\n", strerror(errno));
 819                 return -1;
 820         }
 821
 822         mode = umask(000);
 823
 824         memset(addr, 0, sizeof(*addr));
 825         addr->sun_family = AF_UNIX;
 826         strcpy(addr->sun_path, path);
 827         unlink(path);
 828
 829         len = sizeof(addr->sun_family) + strlen(path) + 1;
 830
 831         if (bind(fd, (struct sockaddr *) addr, len) < 0) {
 832                 log_err("fio: bind: %s\n", strerror(errno));
 833                 close(fd);
 834                 return -1;
 835         }
 836
 837         umask(mode);
 838         nd->listenfd = fd;
 839         return 0;
 840 }
 841
 842 static int fio_netio_setup_listen_inet(struct thread_data *td, short port)
 843 {
 844         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 845         struct netio_options *o = td->eo;
 846         struct ip_mreq mr;
 847         struct sockaddr_in sin;
 848         int fd, opt, type;
 849
 850         memset(&sin, 0, sizeof(sin));
 851         if (o->proto == FIO_TYPE_TCP)
 852                 type = SOCK_STREAM;
 853         else
 854                 type = SOCK_DGRAM;
 855
 856         fd = socket(AF_INET, type, 0);
 857         if (fd < 0) {
 858                 td_verror(td, errno, "socket");
 859                 return 1;
 860         }
 861
 862         opt = 1;
 863         if (setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (void *) &opt, sizeof(opt)) < 0) {
 864                 td_verror(td, errno, "setsockopt");
 865                 close(fd);
 866                 return 1;
 867         }
 868 #ifdef SO_REUSEPORT
 869         if (setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEPORT, (void *) &opt, sizeof(opt)) < 0) {
 870                 td_verror(td, errno, "setsockopt");
 871                 close(fd);
 872                 return 1;
 873         }
 874 #endif
 875
 876         if (td->o.filename){
 877                 if(o->proto != FIO_TYPE_UDP ||
 878                    !fio_netio_is_multicast(td->o.filename)) {
 879                         log_err("fio: hostname not valid for non-multicast inbound network IO\n");
 880                         close(fd);
 881                         return 1;
 882                 }
 883
 884                 inet_aton(td->o.filename, &sin.sin_addr);
 885
 886                 mr.imr_multiaddr = sin.sin_addr;
 887                 if (o->interface) {
 888                         if (inet_aton(o->interface, &mr.imr_interface) == 0) {
 889                                 log_err("fio: interface not valid interface IP\n");
 890                                 close(fd);
 891                                 return 1;
 892                         }
 893                 } else {
 894                         mr.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
 895                 }
 896                 if (setsockopt(fd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &mr, sizeof(mr)) < 0) {
 897                         td_verror(td, errno, "setsockopt IP_ADD_MEMBERSHIP");
 898                         close(fd);
 899                         return 1;
 900                 }
 901         }
 902
 903         nd->addr.sin_family = AF_INET;
 904         nd->addr.sin_addr.s_addr = sin.sin_addr.s_addr ? sin.sin_addr.s_addr : htonl(INADDR_ANY);
 905         nd->addr.sin_port = htons(port);
 906
 907         if (bind(fd, (struct sockaddr *) &nd->addr, sizeof(nd->addr)) < 0) {
 908                 td_verror(td, errno, "bind");
 909                 return 1;
 910         }
 911
 912         nd->listenfd = fd;
 913         return 0;
 914 }
 915
 916 static int fio_netio_setup_listen(struct thread_data *td)
 917 {
 918         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 919         struct netio_options *o = td->eo;
 920         int ret;
 921
 922         if (o->proto == FIO_TYPE_UDP || o->proto == FIO_TYPE_TCP)
 923                 ret = fio_netio_setup_listen_inet(td, o->port);
 924         else
 925                 ret = fio_netio_setup_listen_unix(td, td->o.filename);
 926
 927         if (ret)
 928                 return ret;
 929         if (o->proto == FIO_TYPE_UDP)
 930                 return 0;
 931
 932         if (listen(nd->listenfd, 10) < 0) {
 933                 td_verror(td, errno, "listen");
 934                 nd->listenfd = -1;
 935                 return 1;
 936         }
 937
 938         return 0;
 939 }
 940
 941 static int fio_netio_init(struct thread_data *td)
 942 {
 943         struct netio_options *o = td->eo;
 944         int ret;
 945
 946 #ifdef WIN32
 947         WSADATA wsd;
 948         WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsd);
 949 #endif
 950
 951         if (td_random(td)) {
 952                 log_err("fio: network IO can't be random\n");
 953                 return 1;
 954         }
 955
 956         if (o->proto == FIO_TYPE_UNIX && o->port) {
 957                 log_err("fio: network IO port not valid with unix socket\n");
 958                 return 1;
 959         } else if (o->proto != FIO_TYPE_UNIX && !o->port) {
 960                 log_err("fio: network IO requires port for tcp or udp\n");
 961                 return 1;
 962         }
 963
 964         if (o->proto != FIO_TYPE_TCP) {
 965                 if (o->listen) {
 966                         log_err("fio: listen only valid for TCP proto IO\n");
 967                         return 1;
 968                 }
 969                 if (td_rw(td)) {
 970                         log_err("fio: datagram network connections must be"
 971                                    " read OR write\n");
 972                         return 1;
 973                 }
 974                 if (o->proto == FIO_TYPE_UNIX && !td->o.filename) {
 975                         log_err("fio: UNIX sockets need host/filename\n");
 976                         return 1;
 977                 }
 978                 o->listen = td_read(td);
 979         }
 980
 981         if (o->listen)
 982                 ret = fio_netio_setup_listen(td);
 983         else
 984                 ret = fio_netio_setup_connect(td);
 985
 986         return ret;
 987 }
 988
 989 static void fio_netio_cleanup(struct thread_data *td)
 990 {
 991         struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
 992
 993         if (nd) {
 994                 if (nd->listenfd != -1)
 995                         close(nd->listenfd);
 996                 if (nd->pipes[0] != -1)
 997                         close(nd->pipes[0]);
 998                 if (nd->pipes[1] != -1)
 999                         close(nd->pipes[1]);
1000
1001                 free(nd);
1002         }
1003 }
1004
1005 static int fio_netio_setup(struct thread_data *td)
1006 {
1007         struct netio_data *nd;
1008
1009         if (!td->files_index) {
1010                 add_file(td, td->o.filename ?: "net");
1011                 td->o.nr_files = td->o.nr_files ?: 1;
1012         }
1013
1014         if (!td->io_ops->data) {
1015                 nd = malloc(sizeof(*nd));;
1016
1017                 memset(nd, 0, sizeof(*nd));
1018                 nd->listenfd = -1;
1019                 nd->pipes[0] = nd->pipes[1] = -1;
1020                 td->io_ops->data = nd;
1021         }
1022
1023         return 0;
1024 }
1025
1026 static void fio_netio_terminate(struct thread_data *td)
1027 {
1028         kill(td->pid, SIGUSR2);
1029 }
1030
1031 #ifdef CONFIG_LINUX_SPLICE
1032 static int fio_netio_setup_splice(struct thread_data *td)
1033 {
1034         struct netio_data *nd;
1035
1036         fio_netio_setup(td);
1037
1038         nd = td->io_ops->data;
1039         if (nd) {
1040                 if (pipe(nd->pipes) < 0)
1041                         return 1;
1042
1043                 nd->use_splice = 1;
1044                 return 0;
1045         }
1046
1047         return 1;
1048 }
1049
1050 static struct ioengine_ops ioengine_splice = {
1051         .name                   = "netsplice",
1052         .version                = FIO_IOOPS_VERSION,
1053         .prep                   = fio_netio_prep,
1054         .queue                  = fio_netio_queue,
1055         .setup                  = fio_netio_setup_splice,
1056         .init                   = fio_netio_init,
1057         .cleanup                = fio_netio_cleanup,
1058         .open_file              = fio_netio_open_file,
1059         .close_file             = fio_netio_close_file,
1060         .terminate              = fio_netio_terminate,
1061         .options                = options,
1062         .option_struct_size     = sizeof(struct netio_options),
1063         .flags                  = FIO_SYNCIO | FIO_DISKLESSIO | FIO_UNIDIR |
1064                                   FIO_PIPEIO,
1065 };
1066 #endif
1067
1068 static struct ioengine_ops ioengine_rw = {
1069         .name                   = "net",
1070         .version                = FIO_IOOPS_VERSION,
1071         .prep                   = fio_netio_prep,
1072         .queue                  = fio_netio_queue,
1073         .setup                  = fio_netio_setup,
1074         .init                   = fio_netio_init,
1075         .cleanup                = fio_netio_cleanup,
1076         .open_file              = fio_netio_open_file,
1077         .close_file             = fio_netio_close_file,
1078         .terminate              = fio_netio_terminate,
1079         .options                = options,
1080         .option_struct_size     = sizeof(struct netio_options),
1081         .flags                  = FIO_SYNCIO | FIO_DISKLESSIO | FIO_UNIDIR |
1082                                   FIO_PIPEIO | FIO_BIT_BASED,
1083 };
1084
1085 static int str_hostname_cb(void *data, const char *input)
1086 {
1087         struct netio_options *o = data;
1088
1089         if (o->td->o.filename)
1090                 free(o->td->o.filename);
1091         o->td->o.filename = strdup(input);
1092         return 0;
1093 }
1094
1095 static void fio_init fio_netio_register(void)
1096 {
1097         register_ioengine(&ioengine_rw);
1098 #ifdef CONFIG_LINUX_SPLICE
1099         register_ioengine(&ioengine_splice);
1100 #endif
1101 }
1102
1103 static void fio_exit fio_netio_unregister(void)
1104 {
1105         unregister_ioengine(&ioengine_rw);
1106 #ifdef CONFIG_LINUX_SPLICE
1107         unregister_ioengine(&ioengine_splice);
1108 #endif
1109 }