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