arch/um/os-Linux/aio.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2004 Jeff Dike ([email protected])
   3  * Licensed under the GPL
   4  */
   5
   6 #include <stdlib.h>
   7 #include <unistd.h>
   8 #include <signal.h>
   9 #include <errno.h>
  10 #include <sched.h>
  11 #include <sys/syscall.h>
  12 #include "os.h"
  13 #include "aio.h"
  14 #include "init.h"
  15 #include "user.h"
  16 #include "kern_constants.h"
  17
  18 struct aio_thread_req {
  19         enum aio_type type;
  20         int io_fd;
  21         unsigned long long offset;
  22         char *buf;
  23         int len;
  24         struct aio_context *aio;
  25 };
  26
  27 #if defined(HAVE_AIO_ABI)
  28 #include <linux/aio_abi.h>
  29
  30 /* If we have the headers, we are going to build with AIO enabled.
  31  * If we don't have aio in libc, we define the necessary stubs here.
  32  */
  33
  34 #if !defined(HAVE_AIO_LIBC)
  35
  36 static long io_setup(int n, aio_context_t *ctxp)
  37 {
  38         return syscall(__NR_io_setup, n, ctxp);
  39 }
  40
  41 static long io_submit(aio_context_t ctx, long nr, struct iocb **iocbpp)
  42 {
  43         return syscall(__NR_io_submit, ctx, nr, iocbpp);
  44 }
  45
  46 static long io_getevents(aio_context_t ctx_id, long min_nr, long nr,
  47                          struct io_event *events, struct timespec *timeout)
  48 {
  49         return syscall(__NR_io_getevents, ctx_id, min_nr, nr, events, timeout);
  50 }
  51
  52 #endif
  53
  54 /* The AIO_MMAP cases force the mmapped page into memory here
  55  * rather than in whatever place first touches the data.  I used
  56  * to do this by touching the page, but that's delicate because
  57  * gcc is prone to optimizing that away.  So, what's done here
  58  * is we read from the descriptor from which the page was
  59  * mapped.  The caller is required to pass an offset which is
  60  * inside the page that was mapped.  Thus, when the read
  61  * returns, we know that the page is in the page cache, and
  62  * that it now backs the mmapped area.
  63  */
  64
  65 static int do_aio(aio_context_t ctx, enum aio_type type, int fd, char *buf,
  66                   int len, unsigned long long offset, struct aio_context *aio)
  67 {
  68         struct iocb *iocbp = & ((struct iocb) {
  69                                     .aio_data       = (unsigned long) aio,
  70                                     .aio_fildes     = fd,
  71                                     .aio_buf        = (unsigned long) buf,
  72                                     .aio_nbytes     = len,
  73                                     .aio_offset     = offset
  74                              });
  75         char c;
  76
  77         switch (type) {
  78         case AIO_READ:
  79                 iocbp->aio_lio_opcode = IOCB_CMD_PREAD;
  80                 break;
  81         case AIO_WRITE:
  82                 iocbp->aio_lio_opcode = IOCB_CMD_PWRITE;
  83                 break;
  84         case AIO_MMAP:
  85                 iocbp->aio_lio_opcode = IOCB_CMD_PREAD;
  86                 iocbp->aio_buf = (unsigned long) &c;
  87                 iocbp->aio_nbytes = sizeof(c);
  88                 break;
  89         default:
  90                 printk(UM_KERN_ERR "Bogus op in do_aio - %d\n", type);
  91                 return -EINVAL;
  92         }
  93
  94         return (io_submit(ctx, 1, &iocbp) > 0) ? 0 : -errno;
  95 }
  96
  97 /* Initialized in an initcall and unchanged thereafter */
  98 static aio_context_t ctx = 0;
  99
 100 static int aio_thread(void *arg)
 101 {
 102         struct aio_thread_reply reply;
 103         struct io_event event;
 104         int err, n, reply_fd;
 105
 106         signal(SIGWINCH, SIG_IGN);
 107
 108         while(1){
 109                 n = io_getevents(ctx, 1, 1, &event, NULL);
 110                 if(n < 0){
 111                         if(errno == EINTR)
 112                                 continue;
 113                         printk("aio_thread - io_getevents failed, "
 114                                "errno = %d\n", errno);
 115                 }
 116                 else {
 117                         reply = ((struct aio_thread_reply)
 118                                 { .data = (void *) (long) event.data,
 119                                                 .err    = event.res });
 120                         reply_fd = ((struct aio_context *) reply.data)->reply_fd;
 121                         err = write(reply_fd, &reply, sizeof(reply));
 122                         if(err != sizeof(reply))
 123                                 printk("aio_thread - write failed, fd = %d, "
 124                                        "err = %d\n", reply_fd, errno);
 125                 }
 126         }
 127         return 0;
 128 }
 129
 130 #endif
 131
 132 static int do_not_aio(struct aio_thread_req *req)
 133 {
 134         char c;
 135         unsigned long long actual;
 136         int n;
 137
 138         actual = lseek64(req->io_fd, req->offset, SEEK_SET);
 139         if(actual != req->offset)
 140                 return -errno;
 141
 142         switch(req->type){
 143         case AIO_READ:
 144                 n = read(req->io_fd, req->buf, req->len);
 145                 break;
 146         case AIO_WRITE:
 147                 n = write(req->io_fd, req->buf, req->len);
 148                 break;
 149         case AIO_MMAP:
 150                 n = read(req->io_fd, &c, sizeof(c));
 151                 break;
 152         default:
 153                 printk("do_not_aio - bad request type : %d\n", req->type);
 154                 return -EINVAL;
 155         }
 156
 157         if(n < 0)
 158                 return -errno;
 159         return 0;
 160 }
 161
 162 /* These are initialized in initcalls and not changed */
 163 static int aio_req_fd_r = -1;
 164 static int aio_req_fd_w = -1;
 165 static int aio_pid = -1;
 166 static unsigned long aio_stack;
 167
 168 static int not_aio_thread(void *arg)
 169 {
 170         struct aio_thread_req req;
 171         struct aio_thread_reply reply;
 172         int err;
 173
 174         signal(SIGWINCH, SIG_IGN);
 175         while(1){
 176                 err = read(aio_req_fd_r, &req, sizeof(req));
 177                 if(err != sizeof(req)){
 178                         if(err < 0)
 179                                 printk("not_aio_thread - read failed, "
 180                                        "fd = %d, err = %d\n", aio_req_fd_r,
 181                                        errno);
 182                         else {
 183                                 printk("not_aio_thread - short read, fd = %d, "
 184                                        "length = %d\n", aio_req_fd_r, err);
 185                         }
 186                         continue;
 187                 }
 188                 err = do_not_aio(&req);
 189                 reply = ((struct aio_thread_reply) { .data      = req.aio,
 190                                                      .err       = err });
 191                 err = write(req.aio->reply_fd, &reply, sizeof(reply));
 192                 if(err != sizeof(reply))
 193                         printk("not_aio_thread - write failed, fd = %d, "
 194                                "err = %d\n", req.aio->reply_fd, errno);
 195         }
 196
 197         return 0;
 198 }
 199
 200 static int init_aio_24(void)
 201 {
 202         int fds[2], err;
 203
 204         err = os_pipe(fds, 1, 1);
 205         if(err)
 206                 goto out;
 207
 208         aio_req_fd_w = fds[0];
 209         aio_req_fd_r = fds[1];
 210
 211         err = os_set_fd_block(aio_req_fd_w, 0);
 212         if(err)
 213                 goto out_close_pipe;
 214
 215         err = run_helper_thread(not_aio_thread, NULL,
 216                                 CLONE_FILES | CLONE_VM | SIGCHLD, &aio_stack);
 217         if(err < 0)
 218                 goto out_close_pipe;
 219
 220         aio_pid = err;
 221         goto out;
 222
 223 out_close_pipe:
 224         os_close_file(fds[0]);
 225         os_close_file(fds[1]);
 226         aio_req_fd_w = -1;
 227         aio_req_fd_r = -1;
 228 out:
 229 #ifndef HAVE_AIO_ABI
 230         printk("/usr/include/linux/aio_abi.h not present during build\n");
 231 #endif
 232         printk("2.6 host AIO support not used - falling back to I/O "
 233                "thread\n");
 234         return 0;
 235 }
 236
 237 #ifdef HAVE_AIO_ABI
 238 #define DEFAULT_24_AIO 0
 239 static int init_aio_26(void)
 240 {
 241         int err;
 242
 243         if(io_setup(256, &ctx)){
 244                 err = -errno;
 245                 printk("aio_thread failed to initialize context, err = %d\n",
 246                        errno);
 247                 return err;
 248         }
 249
 250         err = run_helper_thread(aio_thread, NULL,
 251                                 CLONE_FILES | CLONE_VM | SIGCHLD, &aio_stack);
 252         if(err < 0)
 253                 return err;
 254
 255         aio_pid = err;
 256
 257         printk("Using 2.6 host AIO\n");
 258         return 0;
 259 }
 260
 261 static int submit_aio_26(enum aio_type type, int io_fd, char *buf, int len,
 262                          unsigned long long offset, struct aio_context *aio)
 263 {
 264         struct aio_thread_reply reply;
 265         int err;
 266
 267         err = do_aio(ctx, type, io_fd, buf, len, offset, aio);
 268         if(err){
 269                 reply = ((struct aio_thread_reply) { .data = aio,
 270                                          .err  = err });
 271                 err = write(aio->reply_fd, &reply, sizeof(reply));
 272                 if(err != sizeof(reply)){
 273                         err = -errno;
 274                         printk("submit_aio_26 - write failed, "
 275                                "fd = %d, err = %d\n", aio->reply_fd, -err);
 276                 }
 277                 else err = 0;
 278         }
 279
 280         return err;
 281 }
 282
 283 #else
 284 #define DEFAULT_24_AIO 1
 285 static int init_aio_26(void)
 286 {
 287         return -ENOSYS;
 288 }
 289
 290 static int submit_aio_26(enum aio_type type, int io_fd, char *buf, int len,
 291                          unsigned long long offset, struct aio_context *aio)
 292 {
 293         return -ENOSYS;
 294 }
 295 #endif
 296
 297 /* Initialized in an initcall and unchanged thereafter */
 298 static int aio_24 = DEFAULT_24_AIO;
 299
 300 static int __init set_aio_24(char *name, int *add)
 301 {
 302         aio_24 = 1;
 303         return 0;
 304 }
 305
 306 __uml_setup("aio=2.4", set_aio_24,
 307 "aio=2.4\n"
 308 "    This is used to force UML to use 2.4-style AIO even when 2.6 AIO is\n"
 309 "    available.  2.4 AIO is a single thread that handles one request at a\n"
 310 "    time, synchronously.  2.6 AIO is a thread which uses the 2.6 AIO \n"
 311 "    interface to handle an arbitrary number of pending requests.  2.6 AIO \n"
 312 "    is not available in tt mode, on 2.4 hosts, or when UML is built with\n"
 313 "    /usr/include/linux/aio_abi.h not available.  Many distributions don't\n"
 314 "    include aio_abi.h, so you will need to copy it from a kernel tree to\n"
 315 "    your /usr/include/linux in order to build an AIO-capable UML\n\n"
 316 );
 317
 318 static int init_aio(void)
 319 {
 320         int err;
 321
 322         if(!aio_24){
 323                 err = init_aio_26();
 324                 if(err && (errno == ENOSYS)){
 325                         printk("2.6 AIO not supported on the host - "
 326                                "reverting to 2.4 AIO\n");
 327                         aio_24 = 1;
 328                 }
 329                 else return err;
 330         }
 331
 332         if(aio_24)
 333                 return init_aio_24();
 334
 335         return 0;
 336 }
 337
 338 /* The reason for the __initcall/__uml_exitcall asymmetry is that init_aio
 339  * needs to be called when the kernel is running because it calls run_helper,
 340  * which needs get_free_page.  exit_aio is a __uml_exitcall because the generic
 341  * kernel does not run __exitcalls on shutdown, and can't because many of them
 342  * break when called outside of module unloading.
 343  */
 344 __initcall(init_aio);
 345
 346 static void exit_aio(void)
 347 {
 348         if (aio_pid != -1) {
 349                 os_kill_process(aio_pid, 1);
 350                 free_stack(aio_stack, 0);
 351         }
 352 }
 353
 354 __uml_exitcall(exit_aio);
 355
 356 static int submit_aio_24(enum aio_type type, int io_fd, char *buf, int len,
 357                          unsigned long long offset, struct aio_context *aio)
 358 {
 359         struct aio_thread_req req = { .type             = type,
 360                                       .io_fd            = io_fd,
 361                                       .offset           = offset,
 362                                       .buf              = buf,
 363                                       .len              = len,
 364                                       .aio              = aio,
 365         };
 366         int err;
 367
 368         err = write(aio_req_fd_w, &req, sizeof(req));
 369         if(err == sizeof(req))
 370                 err = 0;
 371         else err = -errno;
 372
 373         return err;
 374 }
 375
 376 int submit_aio(enum aio_type type, int io_fd, char *buf, int len,
 377                unsigned long long offset, int reply_fd,
 378                struct aio_context *aio)
 379 {
 380         aio->reply_fd = reply_fd;
 381         if(aio_24)
 382                 return submit_aio_24(type, io_fd, buf, len, offset, aio);
 383         else {
 384                 return submit_aio_26(type, io_fd, buf, len, offset, aio);
 385         }
 386 }