source: libcfa/src/concurrency/iocall.cfa @ b81fd95

ADTarm-ehast-experimentalenumforall-pointer-decayjacob/cs343-translationnew-astnew-ast-unique-exprpthread-emulationqualifiedEnum
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Changed handling of io_uring support to handle op codes in configure.
Kernel probing for op codes, not supported yet.
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Line 
1//
2// Cforall Version 1.0.0 Copyright (C) 2020 University of Waterloo
3//
4// The contents of this file are covered under the licence agreement in the
5// file "LICENCE" distributed with Cforall.
6//
7// iocall.cfa --
8//
9// Author           : Thierry Delisle
10// Created On       : Wed Jul  1 14:51:00 2020
11// Last Modified By :
12// Last Modified On :
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16#include "bits/defs.hfa"
17
18//=============================================================================================
19// I/O uring backend
20//=============================================================================================
21
22#if defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H)
23        #include <stdint.h>
24        #include <linux/io_uring.h>
25
26        #include "kernel_private.hfa"
27
28        extern [* struct io_uring_sqe, uint32_t] __submit_alloc( struct __io_data & ring, uint64_t data );
29        extern void __submit( struct __io_data & ring, uint32_t idx );
30
31        static inline void ?{}(struct io_uring_sqe & this, uint8_t opcode, int fd) {
32                this.opcode = opcode;
33                #if !defined(IOSQE_ASYNC)
34                        this.flags = 0;
35                #else
36                        this.flags = IOSQE_ASYNC;
37                #endif
38                this.ioprio = 0;
39                this.fd = fd;
40                this.off = 0;
41                this.addr = 0;
42                this.len = 0;
43                this.rw_flags = 0;
44                this.__pad2[0] = this.__pad2[1] = this.__pad2[2] = 0;
45        }
46
47        static inline void ?{}(struct io_uring_sqe & this, uint8_t opcode, int fd, void * addr, uint32_t len, uint64_t off ) {
48                (this){ opcode, fd };
49                this.off = off;
50                this.addr = (uint64_t)(uintptr_t)addr;
51                this.len = len;
52        }
53
54        #define __submit_prelude \
55                __io_user_data_t data = { 0, active_thread() }; \
56                struct __io_data & ring = *data.thrd->curr_cluster->io; \
57                struct io_uring_sqe * sqe; \
58                uint32_t idx; \
59                [sqe, idx] = __submit_alloc( ring, (uint64_t)(uintptr_t)&data );
60
61        #define __submit_wait \
62                /*__cfaabi_bits_print_safe( STDERR_FILENO, "Preparing user data %p for %p\n", &data, data.thrd );*/ \
63                verify( sqe->user_data == (uint64_t)(uintptr_t)&data ); \
64                __submit( ring, idx ); \
65                park( __cfaabi_dbg_ctx ); \
66                return data.result;
67#endif
68
69//=============================================================================================
70// I/O Forwards
71//=============================================================================================
72
73// Some forward declarations
74#include <errno.h>
75#include <unistd.h>
76
77extern "C" {
78        #include <sys/types.h>
79        #include <sys/socket.h>
80        #include <sys/syscall.h>
81
82#if defined(HAVE_PREADV2)
83        struct iovec;
84        extern ssize_t preadv2 (int fd, const struct iovec *iov, int iovcnt, off_t offset, int flags);
85#endif
86#if defined(HAVE_PWRITEV2)
87        struct iovec;
88        extern ssize_t pwritev2(int fd, const struct iovec *iov, int iovcnt, off_t offset, int flags);
89#endif
90
91        extern int fsync(int fd);
92        extern int sync_file_range(int fd, int64_t offset, int64_t nbytes, unsigned int flags);
93
94        struct msghdr;
95        struct sockaddr;
96        extern ssize_t sendmsg(int sockfd, const struct msghdr *msg, int flags);
97        extern ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);
98        extern ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
99        extern ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
100        extern int accept4(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen, int flags);
101        extern int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
102
103        extern int fallocate(int fd, int mode, uint64_t offset, uint64_t len);
104        extern int posix_fadvise(int fd, uint64_t offset, uint64_t len, int advice);
105        extern int madvise(void *addr, size_t length, int advice);
106
107        extern int openat(int dirfd, const char *pathname, int flags, mode_t mode);
108        extern int close(int fd);
109
110        extern ssize_t read (int fd, void *buf, size_t count);
111
112        extern ssize_t splice(int fd_in, loff_t *off_in, int fd_out, loff_t *off_out, size_t len, unsigned int flags);
113        extern ssize_t tee(int fd_in, int fd_out, size_t len, unsigned int flags);
114}
115
116//=============================================================================================
117// I/O Interface
118//=============================================================================================
119
120//-----------------------------------------------------------------------------
121// Asynchronous operations
122#if defined(HAVE_PREADV2)
123        ssize_t cfa_preadv2(int fd, const struct iovec *iov, int iovcnt, off_t offset, int flags) {
124                #if !defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(CFA_HAVE_IORING_OP_READV)
125                        return preadv2(fd, iov, iovcnt, offset, flags);
126                #else
127                        __submit_prelude
128
129                        (*sqe){ IORING_OP_READV, fd, iov, iovcnt, offset };
130
131                        __submit_wait
132                #endif
133        }
134
135        ssize_t cfa_preadv2_fixed(int fd, const struct iovec *iov, int iovcnt, off_t offset, int flags) {
136                #if !defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(CFA_HAVE_IORING_OP_READV)
137                        return preadv2(fd, iov, iovcnt, offset, flags);
138                #else
139                        __submit_prelude
140
141                        (*sqe){ IORING_OP_READV, fd, iov, iovcnt, offset };
142                        sqe->flags |= IOSQE_FIXED_FILE;
143
144                        __submit_wait
145                #endif
146        }
147#endif
148
149#if defined(HAVE_PWRITEV2)
150        ssize_t cfa_pwritev2(int fd, const struct iovec *iov, int iovcnt, off_t offset, int flags) {
151                #if !defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(CFA_HAVE_IORING_OP_WRITEV)
152                        return pwritev2(fd, iov, iovcnt, offset, flags);
153                #else
154                        __submit_prelude
155
156                        (*sqe){ IORING_OP_WRITEV, fd, iov, iovcnt, offset };
157
158                        __submit_wait
159                #endif
160        }
161#endif
162
163int cfa_fsync(int fd) {
164        #if !defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(CFA_HAVE_IORING_OP_FSYNC)
165                return fsync(fd);
166        #else
167                __submit_prelude
168
169                (*sqe){ IORING_OP_FSYNC, fd };
170
171                __submit_wait
172        #endif
173}
174
175int cfa_sync_file_range(int fd, int64_t offset, int64_t nbytes, unsigned int flags) {
176        #if !defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(CFA_HAVE_IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE)
177                return sync_file_range(fd, offset, nbytes, flags);
178        #else
179                __submit_prelude
180
181                (*sqe){ IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE, fd };
182                sqe->off = offset;
183                sqe->len = nbytes;
184                sqe->sync_range_flags = flags;
185
186                __submit_wait
187        #endif
188}
189
190
191ssize_t cfa_sendmsg(int sockfd, const struct msghdr *msg, int flags) {
192        #if !defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(CFA_HAVE_IORING_OP_SENDMSG)
193                return sendmsg(sockfd, msg, flags);
194        #else
195                __submit_prelude
196
197                (*sqe){ IORING_OP_SENDMSG, sockfd, msg, 1, 0 };
198                sqe->msg_flags = flags;
199
200                __submit_wait
201        #endif
202}
203
204ssize_t cfa_recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags) {
205        #if !defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(CFA_HAVE_IORING_OP_RECVMSG)
206                return recvmsg(sockfd, msg, flags);
207        #else
208                __submit_prelude
209
210                (*sqe){ IORING_OP_RECVMSG, sockfd, msg, 1, 0 };
211                sqe->msg_flags = flags;
212
213                __submit_wait
214        #endif
215}
216
217ssize_t cfa_send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags) {
218        #if !defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(CFA_HAVE_IORING_OP_SEND)
219                return send( sockfd, buf, len, flags );
220        #else
221                __submit_prelude
222
223                (*sqe){ IORING_OP_SEND, sockfd };
224                sqe->addr = (uint64_t)buf;
225                sqe->len = len;
226                sqe->msg_flags = flags;
227
228                __submit_wait
229        #endif
230}
231
232ssize_t cfa_recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags) {
233        #if !defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(CFA_HAVE_IORING_OP_RECV)
234                return recv( sockfd, buf, len, flags );
235        #else
236                __submit_prelude
237
238                (*sqe){ IORING_OP_RECV, sockfd };
239                sqe->addr = (uint64_t)buf;
240                sqe->len = len;
241                sqe->msg_flags = flags;
242
243                __submit_wait
244        #endif
245}
246
247int cfa_accept4(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen, int flags) {
248        #if !defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(CFA_HAVE_IORING_OP_ACCEPT)
249                return accept4( sockfd, addr, addrlen, flags );
250        #else
251                __submit_prelude
252
253                (*sqe){ IORING_OP_ACCEPT, sockfd };
254                sqe->addr = addr;
255                sqe->addr2 = addrlen;
256                sqe->accept_flags = flags;
257
258                __submit_wait
259        #endif
260}
261
262int cfa_connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen) {
263        #if !defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(CFA_HAVE_IORING_OP_CONNECT)
264                return connect( sockfd, addr, addrlen );
265        #else
266                __submit_prelude
267
268                (*sqe){ IORING_OP_CONNECT, sockfd };
269                sqe->addr = (uint64_t)addr;
270                sqe->off = addrlen;
271
272                __submit_wait
273        #endif
274}
275
276int cfa_fallocate(int fd, int mode, uint64_t offset, uint64_t len) {
277        #if !defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(CFA_HAVE_IORING_OP_FALLOCATE)
278                return fallocate( fd, mode, offset, len );
279        #else
280                __submit_prelude
281
282                (*sqe){ IORING_OP_FALLOCATE, fd };
283                sqe->off = offset;
284                sqe->len = length;
285                sqe->mode = mode;
286
287                __submit_wait
288        #endif
289}
290
291int cfa_fadvise(int fd, uint64_t offset, uint64_t len, int advice) {
292        #if !defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(CFA_HAVE_IORING_OP_FADVISE)
293                return posix_fadvise( fd, offset, len, advice );
294        #else
295                __submit_prelude
296
297                (*sqe){ IORING_OP_FADVISE, fd };
298                sqe->off = (uint64_t)offset;
299                sqe->len = length;
300                sqe->fadvise_advice = advice;
301
302                __submit_wait
303        #endif
304}
305
306int cfa_madvise(void *addr, size_t length, int advice) {
307        #if !defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(CFA_HAVE_IORING_OP_MADVISE)
308                return madvise( addr, length, advice );
309        #else
310                __submit_prelude
311
312                (*sqe){ IORING_OP_MADVISE, 0 };
313                sqe->addr = (uint64_t)addr;
314                sqe->len = length;
315                sqe->fadvise_advice = advice;
316
317                __submit_wait
318        #endif
319}
320
321int cfa_openat(int dirfd, const char *pathname, int flags, mode_t mode) {
322        #if !defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(CFA_HAVE_IORING_OP_OPENAT)
323                return openat( dirfd, pathname, flags, mode );
324        #else
325                __submit_prelude
326
327                (*sqe){ IORING_OP_OPENAT, dirfd };
328                sqe->addr = (uint64_t)pathname;
329                sqe->open_flags = flags;
330                sqe->mode = mode;
331
332                __submit_wait
333        #endif
334}
335
336int cfa_close(int fd) {
337        #if !defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(CFA_HAVE_IORING_OP_CLOSE)
338                return close( fd );
339        #else
340                __submit_prelude
341
342                (*sqe){ IORING_OP_CLOSE, fd };
343
344                __submit_wait
345        #endif
346}
347
348// Forward declare in case it is not supported
349struct statx;
350int cfa_statx(int dirfd, const char *pathname, int flags, unsigned int mask, struct statx *statxbuf) {
351        #if !defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(CFA_HAVE_IORING_OP_STATX)
352                #if defined(__NR_statx)
353                        return syscall( __NR_statx, dirfd, pathname, flags, mask, statxbuf );
354                #else
355                        errno = ENOTSUP;
356                        return -1;
357                #endif
358        #else
359                __submit_prelude
360
361                (*sqe){ IORING_OP_STATX, dirfd, pathname, mask, (uint64_t)statxbuf };
362                sqe->flags = flags;
363
364                __submit_wait
365        #endif
366}
367
368ssize_t cfa_read(int fd, void *buf, size_t count) {
369        #if !defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(CFA_HAVE_IORING_OP_READ)
370                return read( fd, buf, count );
371        #else
372                __submit_prelude
373
374                (*sqe){ IORING_OP_READ, fd, buf, count, 0 };
375
376                __submit_wait
377        #endif
378}
379
380ssize_t cfa_write(int fd, void *buf, size_t count) {
381        #if !defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(CFA_HAVE_IORING_OP_WRITE)
382                return read( fd, buf, count );
383        #else
384                __submit_prelude
385
386                (*sqe){ IORING_OP_WRITE, fd, buf, count, 0 };
387
388                __submit_wait
389        #endif
390}
391
392ssize_t cfa_splice(int fd_in, loff_t *off_in, int fd_out, loff_t *off_out, size_t len, unsigned int flags) {
393        #if !defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(CFA_HAVE_IORING_OP_SPLICE)
394                return splice( fd_in, off_in, fd_out, off_out, len, flags );
395        #else
396                __submit_prelude
397
398                (*sqe){ IORING_OP_SPLICE, fd_out, 0p, len, off_out };
399                sqe->splice_fd_in  = fd_in;
400                sqe->splice_off_in = off_in;
401                sqe->splice_flags  = flags;
402
403                __submit_wait
404        #endif
405}
406
407ssize_t cfa_splice(int fd_in, loff_t *off_in, int fd_out, loff_t *off_out, size_t len, unsigned int flags, int in_flags, int out_flags) {
408        #if !defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(CFA_HAVE_IORING_OP_SPLICE)
409                return splice( fd_in, off_in, fd_out, off_out, len, flags );
410        #else
411                __submit_prelude
412
413                (*sqe){ IORING_OP_SPLICE, fd_out, 0p, len, off_out };
414                sqe->splice_fd_in  = fd_in;
415                sqe->splice_off_in = off_in;
416                sqe->splice_flags  = flags | out_flags;
417                sqe->flags = in_flags;
418
419                __submit_wait
420        #endif
421}
422
423ssize_t cfa_tee(int fd_in, int fd_out, size_t len, unsigned int flags) {
424        #if !defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(CFA_HAVE_IORING_OP_TEE)
425                return tee( fd_in, fd_out, len, flags );
426        #else
427                __submit_prelude
428
429                (*sqe){ IORING_OP_TEE, fd_out, 0p, len, 0 };
430                sqe->splice_fd_in = fd_in;
431                sqe->splice_flags = flags;
432
433                __submit_wait
434        #endif
435}
436
437//-----------------------------------------------------------------------------
438// Check if a function is asynchronous
439
440// Macro magic to reduce the size of the following switch case
441#define IS_DEFINED_APPLY(f, ...) f(__VA_ARGS__)
442#define IS_DEFINED_SECOND(first, second, ...) second
443#define IS_DEFINED_TEST(expansion) _CFA_IO_FEATURE_##expansion
444#define IS_DEFINED(macro) IS_DEFINED_APPLY( IS_DEFINED_SECOND,IS_DEFINED_TEST(macro) false, true)
445
446bool has_user_level_blocking( fptr_t func ) {
447        #if defined(CFA_HAVE_LINUX_IO_URING_H)
448                #if defined(HAVE_PREADV2)
449                        if( /*func == (fptr_t)preadv2 || */
450                                func == (fptr_t)cfa_preadv2 )
451                                #define _CFA_IO_FEATURE_CFA_HAVE_IORING_OP_READV ,
452                                return IS_DEFINED(CFA_HAVE_IORING_OP_READV);
453                #endif
454
455                #if defined(HAVE_PWRITEV2)
456                        if( /*func == (fptr_t)pwritev2 || */
457                                func == (fptr_t)cfa_pwritev2 )
458                                #define _CFA_IO_FEATURE_CFA_HAVE_IORING_OP_WRITEV ,
459                                return IS_DEFINED(CFA_HAVE_IORING_OP_WRITEV);
460                #endif
461
462                if( /*func == (fptr_t)fsync || */
463                        func == (fptr_t)cfa_fsync )
464                        #define _CFA_IO_FEATURE_CFA_HAVE_IORING_OP_FSYNC ,
465                        return IS_DEFINED(CFA_HAVE_IORING_OP_FSYNC);
466
467                if( /*func == (fptr_t)ync_file_range || */
468                        func == (fptr_t)cfa_sync_file_range )
469                        #define _CFA_IO_FEATURE_CFA_HAVE_IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE ,
470                        return IS_DEFINED(CFA_HAVE_IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE);
471
472                if( /*func == (fptr_t)sendmsg || */
473                        func == (fptr_t)cfa_sendmsg )
474                        #define _CFA_IO_FEATURE_CFA_HAVE_IORING_OP_SENDMSG ,
475                        return IS_DEFINED(CFA_HAVE_IORING_OP_SENDMSG);
476
477                if( /*func == (fptr_t)recvmsg || */
478                        func == (fptr_t)cfa_recvmsg )
479                        #define _CFA_IO_FEATURE_CFA_HAVE_IORING_OP_RECVMSG ,
480                        return IS_DEFINED(CFA_HAVE_IORING_OP_RECVMSG);
481
482                if( /*func == (fptr_t)send || */
483                        func == (fptr_t)cfa_send )
484                        #define _CFA_IO_FEATURE_CFA_HAVE_IORING_OP_SEND ,
485                        return IS_DEFINED(CFA_HAVE_IORING_OP_SEND);
486
487                if( /*func == (fptr_t)recv || */
488                        func == (fptr_t)cfa_recv )
489                        #define _CFA_IO_FEATURE_CFA_HAVE_IORING_OP_RECV ,
490                        return IS_DEFINED(CFA_HAVE_IORING_OP_RECV);
491
492                if( /*func == (fptr_t)accept4 || */
493                        func == (fptr_t)cfa_accept4 )
494                        #define _CFA_IO_FEATURE_CFA_HAVE_IORING_OP_ACCEPT ,
495                        return IS_DEFINED(CFA_HAVE_IORING_OP_ACCEPT);
496
497                if( /*func == (fptr_t)connect || */
498                        func == (fptr_t)cfa_connect )
499                        #define _CFA_IO_FEATURE_CFA_HAVE_IORING_OP_CONNECT ,
500                        return IS_DEFINED(CFA_HAVE_IORING_OP_CONNECT);
501
502                if( /*func == (fptr_t)fallocate || */
503                        func == (fptr_t)cfa_fallocate )
504                        #define _CFA_IO_FEATURE_CFA_HAVE_IORING_OP_FALLOCATE ,
505                        return IS_DEFINED(CFA_HAVE_IORING_OP_FALLOCATE);
506
507                if( /*func == (fptr_t)posix_fadvise || */
508                        func == (fptr_t)cfa_fadvise )
509                        #define _CFA_IO_FEATURE_CFA_HAVE_IORING_OP_FADVISE ,
510                        return IS_DEFINED(CFA_HAVE_IORING_OP_FADVISE);
511
512                if( /*func == (fptr_t)madvise || */
513                        func == (fptr_t)cfa_madvise )
514                        #define _CFA_IO_FEATURE_CFA_HAVE_IORING_OP_MADVISE ,
515                        return IS_DEFINED(CFA_HAVE_IORING_OP_MADVISE);
516
517                if( /*func == (fptr_t)openat || */
518                        func == (fptr_t)cfa_openat )
519                        #define _CFA_IO_FEATURE_CFA_HAVE_IORING_OP_OPENAT ,
520                        return IS_DEFINED(CFA_HAVE_IORING_OP_OPENAT);
521
522                if( /*func == (fptr_t)close || */
523                        func == (fptr_t)cfa_close )
524                        #define _CFA_IO_FEATURE_CFA_HAVE_IORING_OP_CLOSE ,
525                        return IS_DEFINED(CFA_HAVE_IORING_OP_CLOSE);
526
527                if( /*func == (fptr_t)read || */
528                        func == (fptr_t)cfa_read )
529                        #define _CFA_IO_FEATURE_CFA_HAVE_IORING_OP_READ ,
530                        return IS_DEFINED(CFA_HAVE_IORING_OP_READ);
531
532                if( /*func == (fptr_t)write || */
533                        func == (fptr_t)cfa_write )
534                        #define _CFA_IO_FEATURE_CFA_HAVE_IORING_OP_WRITE ,
535                        return IS_DEFINED(CFA_HAVE_IORING_OP_WRITE);
536
537                if( /*func == (fptr_t)splice || */
538                        func == (fptr_t)(ssize_t (*)(int, loff_t *, int, loff_t *, size_t, unsigned int))cfa_splice,
539                        func == (fptr_t)(ssize_t (*)(int, loff_t *, int, loff_t *, size_t, unsigned int, int, int))cfa_splice )
540                        #define _CFA_IO_FEATURE_CFA_HAVE_IORING_OP_SPLICE ,
541                        return IS_DEFINED(CFA_HAVE_IORING_OP_SPLICE);
542
543                if( /*func == (fptr_t)tee || */
544                        func == (fptr_t)cfa_tee )
545                        #define _CFA_IO_FEATURE_CFA_HAVE_IORING_OP_TEE ,
546                        return IS_DEFINED(CFA_HAVE_IORING_OP_TEE);
547        #endif
548
549        return false;
550}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.