source: libcfa/src/concurrency/iocall.cfa @ cf48a14

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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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15
16#include "bits/defs.hfa"
17
18//=============================================================================================
19// I/O uring backend
20//=============================================================================================
21
22#if defined(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(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(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(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(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(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(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(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(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(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(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(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(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(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(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(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(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(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(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(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(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(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(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(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(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(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(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(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(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(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(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(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(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
348int cfa_statx(int dirfd, const char *pathname, int flags, unsigned int mask, struct statx *statxbuf) {
349        #if !defined(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(IORING_OP_STATX)
350                #if defined(__NR_statx)
351                        return syscall( __NR_statx, dirfd, pathname, flags, mask, statxbuf );
352                #else
353                        errno = ENOTSUP;
354                        return -1;
355                #endif
356        #else
357                __submit_prelude
358
359                (*sqe){ IORING_OP_STATX, dirfd, pathname, mask, (uint64_t)statxbuf };
360                sqe->flags = flags;
361
362                __submit_wait
363        #endif
364}
365
366ssize_t cfa_read(int fd, void *buf, size_t count) {
367        #if !defined(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(IORING_OP_READ)
368                return read( fd, buf, count );
369        #else
370                __submit_prelude
371
372                (*sqe){ IORING_OP_READ, fd, buf, count, 0 };
373
374                __submit_wait
375        #endif
376}
377
378ssize_t cfa_write(int fd, void *buf, size_t count) {
379        #if !defined(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(IORING_OP_WRITE)
380                return read( fd, buf, count );
381        #else
382                __submit_prelude
383
384                (*sqe){ IORING_OP_WRITE, fd, buf, count, 0 };
385
386                __submit_wait
387        #endif
388}
389
390ssize_t cfa_splice(int fd_in, loff_t *off_in, int fd_out, loff_t *off_out, size_t len, unsigned int flags) {
391        #if !defined(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(IORING_OP_SPLICE)
392                return splice( fd_in, off_in, fd_out, off_out, len, flags );
393        #else
394                __submit_prelude
395
396                (*sqe){ IORING_OP_SPLICE, fd_out, 0p, len, off_out };
397                sqe->splice_fd_in  = fd_in;
398                sqe->splice_off_in = off_in;
399                sqe->splice_flags  = flags;
400
401                __submit_wait
402        #endif
403}
404
405ssize_t cfa_tee(int fd_in, int fd_out, size_t len, unsigned int flags) {
406        #if !defined(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(IORING_OP_TEE)
407                return tee( fd_in, fd_out, len, flags );
408        #else
409                __submit_prelude
410
411                (*sqe){ IORING_OP_TEE, fd_out, 0p, len, 0 };
412                sqe->splice_fd_in = fd_in;
413                sqe->splice_flags = flags;
414
415                __submit_wait
416        #endif
417}
418
419//-----------------------------------------------------------------------------
420// Check if a function is asynchronous
421
422// Macro magic to reduce the size of the following switch case
423#define IS_DEFINED_APPLY(f, ...) f(__VA_ARGS__)
424#define IS_DEFINED_SECOND(first, second, ...) second
425#define IS_DEFINED_TEST(expansion) _CFA_IO_FEATURE_##expansion
426#define IS_DEFINED(macro) IS_DEFINED_APPLY( IS_DEFINED_SECOND,IS_DEFINED_TEST(macro) false, true)
427
428bool has_user_level_blocking( fptr_t func ) {
429        #if defined(HAVE_LINUX_IO_URING_H)
430                #if defined(HAVE_PREADV2)
431                        if( /*func == (fptr_t)preadv2 || */
432                                func == (fptr_t)cfa_preadv2 )
433                                #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_READV ,
434                                return IS_DEFINED(IORING_OP_READV);
435                #endif
436
437                #if defined(HAVE_PWRITEV2)
438                        if( /*func == (fptr_t)pwritev2 || */
439                                func == (fptr_t)cfa_pwritev2 )
440                                #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_WRITEV ,
441                                return IS_DEFINED(IORING_OP_WRITEV);
442                #endif
443
444                if( /*func == (fptr_t)fsync || */
445                        func == (fptr_t)cfa_fsync )
446                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_FSYNC ,
447                        return IS_DEFINED(IORING_OP_FSYNC);
448
449                if( /*func == (fptr_t)ync_file_range || */
450                        func == (fptr_t)cfa_sync_file_range )
451                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE ,
452                        return IS_DEFINED(IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE);
453
454                if( /*func == (fptr_t)sendmsg || */
455                        func == (fptr_t)cfa_sendmsg )
456                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_SENDMSG ,
457                        return IS_DEFINED(IORING_OP_SENDMSG);
458
459                if( /*func == (fptr_t)recvmsg || */
460                        func == (fptr_t)cfa_recvmsg )
461                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_RECVMSG ,
462                        return IS_DEFINED(IORING_OP_RECVMSG);
463
464                if( /*func == (fptr_t)send || */
465                        func == (fptr_t)cfa_send )
466                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_SEND ,
467                        return IS_DEFINED(IORING_OP_SEND);
468
469                if( /*func == (fptr_t)recv || */
470                        func == (fptr_t)cfa_recv )
471                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_RECV ,
472                        return IS_DEFINED(IORING_OP_RECV);
473
474                if( /*func == (fptr_t)accept4 || */
475                        func == (fptr_t)cfa_accept4 )
476                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_ACCEPT ,
477                        return IS_DEFINED(IORING_OP_ACCEPT);
478
479                if( /*func == (fptr_t)connect || */
480                        func == (fptr_t)cfa_connect )
481                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_CONNECT ,
482                        return IS_DEFINED(IORING_OP_CONNECT);
483
484                if( /*func == (fptr_t)fallocate || */
485                        func == (fptr_t)cfa_fallocate )
486                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_FALLOCATE ,
487                        return IS_DEFINED(IORING_OP_FALLOCATE);
488
489                if( /*func == (fptr_t)posix_fadvise || */
490                        func == (fptr_t)cfa_fadvise )
491                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_FADVISE ,
492                        return IS_DEFINED(IORING_OP_FADVISE);
493
494                if( /*func == (fptr_t)madvise || */
495                        func == (fptr_t)cfa_madvise )
496                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_MADVISE ,
497                        return IS_DEFINED(IORING_OP_MADVISE);
498
499                if( /*func == (fptr_t)openat || */
500                        func == (fptr_t)cfa_openat )
501                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_OPENAT ,
502                        return IS_DEFINED(IORING_OP_OPENAT);
503
504                if( /*func == (fptr_t)close || */
505                        func == (fptr_t)cfa_close )
506                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_CLOSE ,
507                        return IS_DEFINED(IORING_OP_CLOSE);
508
509                if( /*func == (fptr_t)read || */
510                        func == (fptr_t)cfa_read )
511                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_READ ,
512                        return IS_DEFINED(IORING_OP_READ);
513
514                if( /*func == (fptr_t)write || */
515                        func == (fptr_t)cfa_write )
516                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_WRITE ,
517                        return IS_DEFINED(IORING_OP_WRITE);
518
519                if( /*func == (fptr_t)splice || */
520                        func == (fptr_t)cfa_splice )
521                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_SPLICE ,
522                        return IS_DEFINED(IORING_OP_SPLICE);
523
524                if( /*func == (fptr_t)tee || */
525                        func == (fptr_t)cfa_tee )
526                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_TEE ,
527                        return IS_DEFINED(IORING_OP_TEE);
528        #endif
529
530        return false;
531}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.