source: libcfa/src/concurrency/iocall.cfa @ fb98462

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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 <unistd.h>
75
76extern "C" {
77        #include <sys/types.h>
78        #include <sys/socket.h>
79        #include <sys/syscall.h>
80
81#if defined(HAVE_PREADV2)
82        struct iovec;
83        extern ssize_t preadv2 (int fd, const struct iovec *iov, int iovcnt, off_t offset, int flags);
84#endif
85#if defined(HAVE_PWRITEV2)
86        struct iovec;
87        extern ssize_t pwritev2(int fd, const struct iovec *iov, int iovcnt, off_t offset, int flags);
88#endif
89
90        extern int fsync(int fd);
91        extern int sync_file_range(int fd, int64_t offset, int64_t nbytes, unsigned int flags);
92
93        struct msghdr;
94        struct sockaddr;
95        extern ssize_t sendmsg(int sockfd, const struct msghdr *msg, int flags);
96        extern ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);
97        extern ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
98        extern ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
99        extern int accept4(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen, int flags);
100        extern int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
101
102        extern int fallocate(int fd, int mode, uint64_t offset, uint64_t len);
103        extern int posix_fadvise(int fd, uint64_t offset, uint64_t len, int advice);
104        extern int madvise(void *addr, size_t length, int advice);
105
106        extern int openat(int dirfd, const char *pathname, int flags, mode_t mode);
107        extern int close(int fd);
108
109        extern ssize_t read (int fd, void *buf, size_t count);
110}
111
112//=============================================================================================
113// I/O Interface
114//=============================================================================================
115
116//-----------------------------------------------------------------------------
117// Asynchronous operations
118#if defined(HAVE_PREADV2)
119        ssize_t cfa_preadv2(int fd, const struct iovec *iov, int iovcnt, off_t offset, int flags) {
120                #if !defined(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(IORING_OP_READV)
121                        return preadv2(fd, iov, iovcnt, offset, flags);
122                #else
123                        __submit_prelude
124
125                        (*sqe){ IORING_OP_READV, fd, iov, iovcnt, offset };
126
127                        __submit_wait
128                #endif
129        }
130#endif
131
132#if defined(HAVE_PWRITEV2)
133        ssize_t cfa_pwritev2(int fd, const struct iovec *iov, int iovcnt, off_t offset, int flags) {
134                #if !defined(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(IORING_OP_WRITEV)
135                        return pwritev2(fd, iov, iovcnt, offset, flags);
136                #else
137                        __submit_prelude
138
139                        (*sqe){ IORING_OP_WRITEV, fd, iov, iovcnt, offset };
140
141                        __submit_wait
142                #endif
143        }
144#endif
145
146int cfa_fsync(int fd) {
147        #if !defined(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(IORING_OP_FSYNC)
148                return fsync(fd);
149        #else
150                __submit_prelude
151
152                (*sqe){ IORING_OP_FSYNC, fd };
153
154                __submit_wait
155        #endif
156}
157
158int cfa_sync_file_range(int fd, int64_t offset, int64_t nbytes, unsigned int flags) {
159        #if !defined(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE)
160                return sync_file_range(fd, offset, nbytes, flags);
161        #else
162                __submit_prelude
163
164                (*sqe){ IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE, fd };
165                sqe->off = offset;
166                sqe->len = nbytes;
167                sqe->sync_range_flags = flags;
168
169                __submit_wait
170        #endif
171}
172
173
174ssize_t cfa_sendmsg(int sockfd, const struct msghdr *msg, int flags) {
175        #if !defined(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(IORING_OP_SENDMSG)
176                return sendmsg(sockfd, msg, flags);
177        #else
178                __submit_prelude
179
180                (*sqe){ IORING_OP_SENDMSG, sockfd, msg, 1, 0 };
181                sqe->msg_flags = flags;
182
183                __submit_wait
184        #endif
185}
186
187ssize_t cfa_recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags) {
188        #if !defined(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(IORING_OP_RECVMSG)
189                return recvmsg(sockfd, msg, flags);
190        #else
191                __submit_prelude
192
193                (*sqe){ IORING_OP_RECVMSG, sockfd, msg, 1, 0 };
194                sqe->msg_flags = flags;
195
196                __submit_wait
197        #endif
198}
199
200ssize_t cfa_send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags) {
201        #if !defined(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(IORING_OP_SEND)
202                return send( sockfd, buf, len, flags );
203        #else
204                __submit_prelude
205
206                (*sqe){ IORING_OP_SEND, sockfd };
207                sqe->addr = (uint64_t)buf;
208                sqe->len = len;
209                sqe->msg_flags = flags;
210
211                __submit_wait
212        #endif
213}
214
215ssize_t cfa_recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags) {
216        #if !defined(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(IORING_OP_RECV)
217                return recv( sockfd, buf, len, flags );
218        #else
219                __submit_prelude
220
221                (*sqe){ IORING_OP_RECV, sockfd };
222                sqe->addr = (uint64_t)buf;
223                sqe->len = len;
224                sqe->msg_flags = flags;
225
226                __submit_wait
227        #endif
228}
229
230int cfa_accept4(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen, int flags) {
231        #if !defined(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(IORING_OP_ACCEPT)
232                return accept4( sockfd, addr, addrlen, flags );
233        #else
234                __submit_prelude
235
236                (*sqe){ IORING_OP_ACCEPT, sockfd };
237                sqe->addr = addr;
238                sqe->addr2 = addrlen;
239                sqe->accept_flags = flags;
240
241                __submit_wait
242        #endif
243}
244
245int cfa_connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen) {
246        #if !defined(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(IORING_OP_CONNECT)
247                return connect( sockfd, addr, addrlen );
248        #else
249                __submit_prelude
250
251                (*sqe){ IORING_OP_CONNECT, sockfd };
252                sqe->addr = (uint64_t)addr;
253                sqe->off = addrlen;
254
255                __submit_wait
256        #endif
257}
258
259int cfa_fallocate(int fd, int mode, uint64_t offset, uint64_t len) {
260        #if !defined(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(IORING_OP_FALLOCATE)
261                return fallocate( fd, mode, offset, len );
262        #else
263                __submit_prelude
264
265                (*sqe){ IORING_OP_FALLOCATE, fd };
266                sqe->off = offset;
267                sqe->len = length;
268                sqe->mode = mode;
269
270                __submit_wait
271        #endif
272}
273
274int cfa_fadvise(int fd, uint64_t offset, uint64_t len, int advice) {
275        #if !defined(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(IORING_OP_FADVISE)
276                return posix_fadvise( fd, offset, len, advice );
277        #else
278                __submit_prelude
279
280                (*sqe){ IORING_OP_FADVISE, fd };
281                sqe->off = (uint64_t)offset;
282                sqe->len = length;
283                sqe->fadvise_advice = advice;
284
285                __submit_wait
286        #endif
287}
288
289int cfa_madvise(void *addr, size_t length, int advice) {
290        #if !defined(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(IORING_OP_MADVISE)
291                return madvise( addr, length, advice );
292        #else
293                __submit_prelude
294
295                (*sqe){ IORING_OP_MADVISE, 0 };
296                sqe->addr = (uint64_t)addr;
297                sqe->len = length;
298                sqe->fadvise_advice = advice;
299
300                __submit_wait
301        #endif
302}
303
304int cfa_openat(int dirfd, const char *pathname, int flags, mode_t mode) {
305        #if !defined(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(IORING_OP_OPENAT)
306                return openat( dirfd, pathname, flags, mode );
307        #else
308                __submit_prelude
309
310                (*sqe){ IORING_OP_OPENAT, dirfd };
311                sqe->addr = (uint64_t)pathname;
312                sqe->open_flags = flags;
313                sqe->mode = mode;
314
315                __submit_wait
316        #endif
317}
318
319int cfa_close(int fd) {
320        #if !defined(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(IORING_OP_CLOSE)
321                return close( fd );
322        #else
323                __submit_prelude
324
325                (*sqe){ IORING_OP_CLOSE, fd };
326
327                __submit_wait
328        #endif
329}
330
331
332ssize_t cfa_read(int fd, void *buf, size_t count) {
333        #if !defined(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(IORING_OP_READ)
334                return read( fd, buf, count );
335        #else
336                __submit_prelude
337
338                (*sqe){ IORING_OP_READ, fd, buf, count, 0 };
339
340                __submit_wait
341        #endif
342}
343
344ssize_t cfa_write(int fd, void *buf, size_t count) {
345        #if !defined(HAVE_LINUX_IO_URING_H) || !defined(IORING_OP_WRITE)
346                return read( fd, buf, count );
347        #else
348                __submit_prelude
349
350                (*sqe){ IORING_OP_WRITE, fd, buf, count, 0 };
351
352                __submit_wait
353        #endif
354}
355
356//-----------------------------------------------------------------------------
357// Check if a function is asynchronous
358
359// Macro magic to reduce the size of the following switch case
360#define IS_DEFINED_APPLY(f, ...) f(__VA_ARGS__)
361#define IS_DEFINED_SECOND(first, second, ...) second
362#define IS_DEFINED_TEST(expansion) _CFA_IO_FEATURE_##expansion
363#define IS_DEFINED(macro) IS_DEFINED_APPLY( IS_DEFINED_SECOND,IS_DEFINED_TEST(macro) false, true)
364
365bool has_user_level_blocking( fptr_t func ) {
366        #if defined(HAVE_LINUX_IO_URING_H)
367                #if defined(HAVE_PREADV2)
368                        if( /*func == (fptr_t)preadv2 || */
369                                func == (fptr_t)cfa_preadv2 )
370                                #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_READV ,
371                                return IS_DEFINED(IORING_OP_READV);
372                #endif
373
374                #if defined(HAVE_PWRITEV2)
375                        if( /*func == (fptr_t)pwritev2 || */
376                                func == (fptr_t)cfa_pwritev2 )
377                                #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_WRITEV ,
378                                return IS_DEFINED(IORING_OP_WRITEV);
379                #endif
380
381                if( /*func == (fptr_t)fsync || */
382                        func == (fptr_t)cfa_fsync )
383                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_FSYNC ,
384                        return IS_DEFINED(IORING_OP_FSYNC);
385
386                if( /*func == (fptr_t)ync_file_range || */
387                        func == (fptr_t)cfa_sync_file_range )
388                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE ,
389                        return IS_DEFINED(IORING_OP_SYNC_FILE_RANGE);
390
391                if( /*func == (fptr_t)sendmsg || */
392                        func == (fptr_t)cfa_sendmsg )
393                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_SENDMSG ,
394                        return IS_DEFINED(IORING_OP_SENDMSG);
395
396                if( /*func == (fptr_t)recvmsg || */
397                        func == (fptr_t)cfa_recvmsg )
398                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_RECVMSG ,
399                        return IS_DEFINED(IORING_OP_RECVMSG);
400
401                if( /*func == (fptr_t)send || */
402                        func == (fptr_t)cfa_send )
403                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_SEND ,
404                        return IS_DEFINED(IORING_OP_SEND);
405
406                if( /*func == (fptr_t)recv || */
407                        func == (fptr_t)cfa_recv )
408                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_RECV ,
409                        return IS_DEFINED(IORING_OP_RECV);
410
411                if( /*func == (fptr_t)accept4 || */
412                        func == (fptr_t)cfa_accept4 )
413                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_ACCEPT ,
414                        return IS_DEFINED(IORING_OP_ACCEPT);
415
416                if( /*func == (fptr_t)connect || */
417                        func == (fptr_t)cfa_connect )
418                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_CONNECT ,
419                        return IS_DEFINED(IORING_OP_CONNECT);
420
421                if( /*func == (fptr_t)fallocate || */
422                        func == (fptr_t)cfa_fallocate )
423                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_FALLOCATE ,
424                        return IS_DEFINED(IORING_OP_FALLOCATE);
425
426                if( /*func == (fptr_t)posix_fadvise || */
427                        func == (fptr_t)cfa_fadvise )
428                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_FADVISE ,
429                        return IS_DEFINED(IORING_OP_FADVISE);
430
431                if( /*func == (fptr_t)madvise || */
432                        func == (fptr_t)cfa_madvise )
433                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_MADVISE ,
434                        return IS_DEFINED(IORING_OP_MADVISE);
435
436                if( /*func == (fptr_t)openat || */
437                        func == (fptr_t)cfa_openat )
438                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_OPENAT ,
439                        return IS_DEFINED(IORING_OP_OPENAT);
440
441                if( /*func == (fptr_t)close || */
442                        func == (fptr_t)cfa_close )
443                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_CLOSE ,
444                        return IS_DEFINED(IORING_OP_CLOSE);
445
446                if( /*func == (fptr_t)read || */
447                        func == (fptr_t)cfa_read )
448                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_READ ,
449                        return IS_DEFINED(IORING_OP_READ);
450
451                if( /*func == (fptr_t)write || */
452                        func == (fptr_t)cfa_write )
453                        #define _CFA_IO_FEATURE_IORING_OP_WRITE ,
454                        return IS_DEFINED(IORING_OP_WRITE);
455        #endif
456
457        return false;
458}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.