netsplice: use zero-copy if possible
[fio.git] / engines / net.c
index cc707db972178a5cee9c8815d15ce6f97d963f16..bc3946d588f4c389d448ca4c3c36cb1d4c1d0b84 100644 (file)
@@ -19,6 +19,8 @@
 struct netio_data {
        int listenfd;
        int send_to_net;
+       int use_splice;
+       int pipes[2];
        char host[64];
        struct sockaddr_in addr;
 };
@@ -50,23 +52,180 @@ static int fio_netio_prep(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
        return 1;
 }
 
-static int fio_netio_queue(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
+/*
+ * Receive bytes from a socket and fill them into the internal pipe
+ */
+static int splice_in(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 {
+       struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
+       unsigned int len = io_u->xfer_buflen;
        struct fio_file *f = io_u->file;
-       int ret, flags = 0;
+       int bytes = 0;
 
-       if (io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
-               /*
-                * if we are going to write more, set MSG_MORE
-                */
-               if (td->this_io_bytes[DDIR_WRITE] + io_u->xfer_buflen <
-                   td->o.size)
-                       flags = MSG_MORE;
+       while (len) {
+               int ret = splice(f->fd, NULL, nd->pipes[1], NULL, len, 0);
+
+               if (ret < 0) {
+                       if (!bytes)
+                               bytes = ret;
+
+                       break;
+               } else if (!ret)
+                       break;
+
+               bytes += ret;
+               len -= ret;
+       }
+
+       return bytes;
+}
+
+/*
+ * Transmit 'len' bytes from the internal pipe
+ */
+static int splice_out(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
+                     unsigned int len)
+{
+       struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
+       struct fio_file *f = io_u->file;
+       int bytes = 0;
+
+       while (len) {
+               int ret = splice(nd->pipes[0], NULL, f->fd, NULL, len, 0);
+
+               if (ret < 0) {
+                       if (!bytes)
+                               bytes = ret;
+                       
+                       break;
+               } else if (!ret)
+                       break;
+
+               bytes += ret;
+               len -= ret;
+       }
+
+       return bytes;
+}
+
+/*
+ * vmsplice() pipe to io_u buffer
+ */
+static int vmsplice_io_u_out(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
+                            unsigned int len)
+{
+       struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
+       struct iovec iov = {
+               .iov_base = io_u->xfer_buf,
+               .iov_len = len,
+       };
+       int bytes = 0;
+
+       while (iov.iov_len) {
+               int ret = vmsplice(nd->pipes[0], &iov, 1, SPLICE_F_MOVE);
+
+               if (ret < 0) {
+                       if (!bytes)
+                               bytes = ret;
+                       break;
+               } else if (!ret)
+                       break;
+
+               iov.iov_len -= ret;
+               bytes += ret;
+               if (iov.iov_len)
+                       iov.iov_base += ret;
+       }
+
+       return bytes;
+}
+
+/*
+ * vmsplice() io_u to pipe
+ */
+static int vmsplice_io_u_in(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
+{
+       struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
+       struct iovec iov = {
+               .iov_base = io_u->xfer_buf,
+               .iov_len = io_u->xfer_buflen,
+       };
+       unsigned int bytes = 0;
+
+       while (iov.iov_len) {
+               int ret = vmsplice(nd->pipes[1], &iov, 1, SPLICE_F_MOVE);
+
+               if (ret < 0)
+                       return -1;
+               else if (!ret)
+                       return bytes;
+
+               iov.iov_len -= ret;
+               bytes += ret;
+               if (iov.iov_len)
+                       iov.iov_base += ret;
+       }
+
+       return bytes;
+}
 
-               ret = send(f->fd, io_u->xfer_buf, io_u->xfer_buflen, flags);
+static int fio_netio_splice_in(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
+{
+       int ret;
+
+       ret = splice_in(td, io_u);
+       if (ret <= 0)
+               return ret;
+
+       return vmsplice_io_u_out(td, io_u, ret);
+}
+
+static int fio_netio_splice_out(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
+{
+       int ret;
+
+       ret = vmsplice_io_u_in(td, io_u);
+       if (ret <= 0)
+               return ret;
+
+       return splice_out(td, io_u, ret);
+}
+
+static int fio_netio_send(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
+{
+       int flags = 0;
+
+       /*
+        * if we are going to write more, set MSG_MORE
+        */
+       if (td->this_io_bytes[DDIR_WRITE] + io_u->xfer_buflen < td->o.size)
+               flags = MSG_MORE;
+
+       return send(io_u->file->fd, io_u->xfer_buf, io_u->xfer_buflen, flags);
+}
+
+static int fio_netio_recv(struct io_u *io_u)
+{
+       int flags = MSG_WAITALL;
+
+       return recv(io_u->file->fd, io_u->xfer_buf, io_u->xfer_buflen, flags);
+}
+
+static int fio_netio_queue(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
+{
+       struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
+       int ret;
+
+       if (io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
+               if (nd->use_splice)
+                       ret = fio_netio_splice_out(td, io_u);
+               else
+                       ret = fio_netio_send(td, io_u);
        } else if (io_u->ddir == DDIR_READ) {
-               flags = MSG_WAITALL;
-               ret = recv(f->fd, io_u->xfer_buf, io_u->xfer_buflen, flags);
+               if (nd->use_splice)
+                       ret = fio_netio_splice_in(td, io_u);
+               else
+                       ret = fio_netio_recv(io_u);
        } else
                ret = 0;        /* must be a SYNC */
 
@@ -231,6 +390,10 @@ static int fio_netio_init(struct thread_data *td)
                log_err("fio: network connections must be read OR write\n");
                return 1;
        }
+       if (td_random(td)) {
+               log_err("fio: network IO can't be random\n");
+               return 1;
+       }
 
        strcpy(buf, td->o.filename);
 
@@ -269,8 +432,6 @@ static void fio_netio_cleanup(struct thread_data *td)
 static int fio_netio_setup(struct thread_data *td)
 {
        struct netio_data *nd;
-       struct fio_file *f;
-       unsigned int i;
 
        if (!td->io_ops->data) {
                nd = malloc(sizeof(*nd));;
@@ -278,19 +439,30 @@ static int fio_netio_setup(struct thread_data *td)
                memset(nd, 0, sizeof(*nd));
                nd->listenfd = -1;
                td->io_ops->data = nd;
-
-               for_each_file(td, f, i) {
-                       if (td->o.size)
-                               f->real_file_size = td->o.size / td->o.nr_files;
-                       else
-                               f->real_file_size = -1ULL;
-               }
        }
 
        return 0;
 }
 
-static struct ioengine_ops ioengine = {
+static int fio_netio_setup_splice(struct thread_data *td)
+{
+       struct netio_data *nd;
+
+       fio_netio_setup(td);
+
+       nd = td->io_ops->data;
+       if (nd) {
+               if (pipe(nd->pipes) < 0)
+                       return 1;
+
+               nd->use_splice = 1;
+               return 0;
+       }
+
+       return 1;
+}
+
+static struct ioengine_ops ioengine_rw = {
        .name           = "net",
        .version        = FIO_IOOPS_VERSION,
        .prep           = fio_netio_prep,
@@ -303,12 +475,27 @@ static struct ioengine_ops ioengine = {
        .flags          = FIO_SYNCIO | FIO_DISKLESSIO,
 };
 
+static struct ioengine_ops ioengine_splice = {
+       .name           = "netsplice",
+       .version        = FIO_IOOPS_VERSION,
+       .prep           = fio_netio_prep,
+       .queue          = fio_netio_queue,
+       .setup          = fio_netio_setup_splice,
+       .init           = fio_netio_init,
+       .cleanup        = fio_netio_cleanup,
+       .open_file      = fio_netio_open_file,
+       .close_file     = generic_close_file,
+       .flags          = FIO_SYNCIO | FIO_DISKLESSIO,
+};
+
 static void fio_init fio_netio_register(void)
 {
-       register_ioengine(&ioengine);
+       register_ioengine(&ioengine_rw);
+       register_ioengine(&ioengine_splice);
 }
 
 static void fio_exit fio_netio_unregister(void)
 {
-       unregister_ioengine(&ioengine);
+       unregister_ioengine(&ioengine_rw);
+       unregister_ioengine(&ioengine_splice);
 }