• Home
  • Line#
  • Scopes#
  • Navigate#
  • Raw
  • Download
1 /*
2  * net engine
3  *
4  * IO engine that reads/writes to/from sockets.
5  *
6  */
7 #include <stdio.h>
8 #include <stdlib.h>
9 #include <unistd.h>
10 #include <signal.h>
11 #include <errno.h>
12 #include <assert.h>
13 #include <netinet/in.h>
14 #include <netinet/tcp.h>
15 #include <arpa/inet.h>
16 #include <netdb.h>
17 #include <sys/poll.h>
18 #include <sys/types.h>
19 #include <sys/stat.h>
20 #include <sys/socket.h>
21 #include <sys/un.h>
22 
23 #include "../fio.h"
24 
25 struct netio_data {
26 	int listenfd;
27 	int use_splice;
28 	int pipes[2];
29 	struct sockaddr_in addr;
30 	struct sockaddr_in6 addr6;
31 	struct sockaddr_un addr_un;
32 };
33 
34 struct netio_options {
35 	struct thread_data *td;
36 	unsigned int port;
37 	unsigned int proto;
38 	unsigned int listen;
39 	unsigned int pingpong;
40 	unsigned int nodelay;
41 	unsigned int ttl;
42 	char *intfc;
43 };
44 
45 struct udp_close_msg {
46 	uint32_t magic;
47 	uint32_t cmd;
48 };
49 
50 enum {
51 	FIO_LINK_CLOSE = 0x89,
52 	FIO_LINK_OPEN_CLOSE_MAGIC = 0x6c696e6b,
53 	FIO_LINK_OPEN = 0x98,
54 
55 	FIO_TYPE_TCP	= 1,
56 	FIO_TYPE_UDP	= 2,
57 	FIO_TYPE_UNIX	= 3,
58 	FIO_TYPE_TCP_V6	= 4,
59 	FIO_TYPE_UDP_V6	= 5,
60 };
61 
62 static int str_hostname_cb(void *data, const char *input);
63 static struct fio_option options[] = {
64 	{
65 		.name	= "hostname",
66 		.lname	= "net engine hostname",
67 		.type	= FIO_OPT_STR_STORE,
68 		.cb	= str_hostname_cb,
69 		.help	= "Hostname for net IO engine",
70 		.category = FIO_OPT_C_ENGINE,
71 		.group	= FIO_OPT_G_NETIO,
72 	},
73 	{
74 		.name	= "port",
75 		.lname	= "net engine port",
76 		.type	= FIO_OPT_INT,
77 		.off1	= offsetof(struct netio_options, port),
78 		.minval	= 1,
79 		.maxval	= 65535,
80 		.help	= "Port to use for TCP or UDP net connections",
81 		.category = FIO_OPT_C_ENGINE,
82 		.group	= FIO_OPT_G_NETIO,
83 	},
84 	{
85 		.name	= "protocol",
86 		.lname	= "net engine protocol",
87 		.alias	= "proto",
88 		.type	= FIO_OPT_STR,
89 		.off1	= offsetof(struct netio_options, proto),
90 		.help	= "Network protocol to use",
91 		.def	= "tcp",
92 		.posval = {
93 			  { .ival = "tcp",
94 			    .oval = FIO_TYPE_TCP,
95 			    .help = "Transmission Control Protocol",
96 			  },
97 #ifdef CONFIG_IPV6
98 			  { .ival = "tcpv6",
99 			    .oval = FIO_TYPE_TCP_V6,
100 			    .help = "Transmission Control Protocol V6",
101 			  },
102 #endif
103 			  { .ival = "udp",
104 			    .oval = FIO_TYPE_UDP,
105 			    .help = "User Datagram Protocol",
106 			  },
107 #ifdef CONFIG_IPV6
108 			  { .ival = "udpv6",
109 			    .oval = FIO_TYPE_UDP_V6,
110 			    .help = "User Datagram Protocol V6",
111 			  },
112 #endif
113 			  { .ival = "unix",
114 			    .oval = FIO_TYPE_UNIX,
115 			    .help = "UNIX domain socket",
116 			  },
117 		},
118 		.category = FIO_OPT_C_ENGINE,
119 		.group	= FIO_OPT_G_NETIO,
120 	},
121 #ifdef CONFIG_TCP_NODELAY
122 	{
123 		.name	= "nodelay",
124 		.type	= FIO_OPT_BOOL,
125 		.off1	= offsetof(struct netio_options, nodelay),
126 		.help	= "Use TCP_NODELAY on TCP connections",
127 		.category = FIO_OPT_C_ENGINE,
128 		.group	= FIO_OPT_G_NETIO,
129 	},
130 #endif
131 	{
132 		.name	= "listen",
133 		.lname	= "net engine listen",
134 		.type	= FIO_OPT_STR_SET,
135 		.off1	= offsetof(struct netio_options, listen),
136 		.help	= "Listen for incoming TCP connections",
137 		.category = FIO_OPT_C_ENGINE,
138 		.group	= FIO_OPT_G_NETIO,
139 	},
140 	{
141 		.name	= "pingpong",
142 		.type	= FIO_OPT_STR_SET,
143 		.off1	= offsetof(struct netio_options, pingpong),
144 		.help	= "Ping-pong IO requests",
145 		.category = FIO_OPT_C_ENGINE,
146 		.group	= FIO_OPT_G_NETIO,
147 	},
148 	{
149 		.name	= "interface",
150 		.lname	= "net engine interface",
151 		.type	= FIO_OPT_STR_STORE,
152 		.off1	= offsetof(struct netio_options, intfc),
153 		.help	= "Network interface to use",
154 		.category = FIO_OPT_C_ENGINE,
155 		.group	= FIO_OPT_G_NETIO,
156 	},
157 	{
158 		.name	= "ttl",
159 		.lname	= "net engine multicast ttl",
160 		.type	= FIO_OPT_INT,
161 		.off1	= offsetof(struct netio_options, ttl),
162 		.def    = "1",
163 		.minval	= 0,
164 		.help	= "Time-to-live value for outgoing UDP multicast packets",
165 		.category = FIO_OPT_C_ENGINE,
166 		.group	= FIO_OPT_G_NETIO,
167 	},
168 	{
169 		.name	= NULL,
170 	},
171 };
172 
is_udp(struct netio_options * o)173 static inline int is_udp(struct netio_options *o)
174 {
175 	return o->proto == FIO_TYPE_UDP || o->proto == FIO_TYPE_UDP_V6;
176 }
177 
is_tcp(struct netio_options * o)178 static inline int is_tcp(struct netio_options *o)
179 {
180 	return o->proto == FIO_TYPE_TCP || o->proto == FIO_TYPE_TCP_V6;
181 }
182 
is_ipv6(struct netio_options * o)183 static inline int is_ipv6(struct netio_options *o)
184 {
185 	return o->proto == FIO_TYPE_UDP_V6 || o->proto == FIO_TYPE_TCP_V6;
186 }
187 
188 /*
189  * Return -1 for error and 'nr events' for a positive number
190  * of events
191  */
poll_wait(struct thread_data * td,int fd,short events)192 static int poll_wait(struct thread_data *td, int fd, short events)
193 {
194 	struct pollfd pfd;
195 	int ret;
196 
197 	while (!td->terminate) {
198 		pfd.fd = fd;
199 		pfd.events = events;
200 		ret = poll(&pfd, 1, -1);
201 		if (ret < 0) {
202 			if (errno == EINTR)
203 				break;
204 
205 			td_verror(td, errno, "poll");
206 			return -1;
207 		} else if (!ret)
208 			continue;
209 
210 		break;
211 	}
212 
213 	if (pfd.revents & events)
214 		return 1;
215 
216 	return -1;
217 }
218 
fio_netio_is_multicast(const char * mcaddr)219 static int fio_netio_is_multicast(const char *mcaddr)
220 {
221 	in_addr_t addr = inet_network(mcaddr);
222 	if (addr == -1)
223 		return 0;
224 
225 	if (inet_network("224.0.0.0") <= addr &&
226 	    inet_network("239.255.255.255") >= addr)
227 		return 1;
228 
229 	return 0;
230 }
231 
232 
fio_netio_prep(struct thread_data * td,struct io_u * io_u)233 static int fio_netio_prep(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
234 {
235 	struct netio_options *o = td->eo;
236 
237 	/*
238 	 * Make sure we don't see spurious reads to a receiver, and vice versa
239 	 */
240 	if (is_tcp(o))
241 		return 0;
242 
243 	if ((o->listen && io_u->ddir == DDIR_WRITE) ||
244 	    (!o->listen && io_u->ddir == DDIR_READ)) {
245 		td_verror(td, EINVAL, "bad direction");
246 		return 1;
247 	}
248 
249 	return 0;
250 }
251 
252 #ifdef CONFIG_LINUX_SPLICE
splice_io_u(int fdin,int fdout,unsigned int len)253 static int splice_io_u(int fdin, int fdout, unsigned int len)
254 {
255 	int bytes = 0;
256 
257 	while (len) {
258 		int ret = splice(fdin, NULL, fdout, NULL, len, 0);
259 
260 		if (ret < 0) {
261 			if (!bytes)
262 				bytes = ret;
263 
264 			break;
265 		} else if (!ret)
266 			break;
267 
268 		bytes += ret;
269 		len -= ret;
270 	}
271 
272 	return bytes;
273 }
274 
275 /*
276  * Receive bytes from a socket and fill them into the internal pipe
277  */
splice_in(struct thread_data * td,struct io_u * io_u)278 static int splice_in(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
279 {
280 	struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
281 
282 	return splice_io_u(io_u->file->fd, nd->pipes[1], io_u->xfer_buflen);
283 }
284 
285 /*
286  * Transmit 'len' bytes from the internal pipe
287  */
splice_out(struct thread_data * td,struct io_u * io_u,unsigned int len)288 static int splice_out(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
289 		      unsigned int len)
290 {
291 	struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
292 
293 	return splice_io_u(nd->pipes[0], io_u->file->fd, len);
294 }
295 
vmsplice_io_u(struct io_u * io_u,int fd,unsigned int len)296 static int vmsplice_io_u(struct io_u *io_u, int fd, unsigned int len)
297 {
298 	struct iovec iov = {
299 		.iov_base = io_u->xfer_buf,
300 		.iov_len = len,
301 	};
302 	int bytes = 0;
303 
304 	while (iov.iov_len) {
305 		int ret = vmsplice(fd, &iov, 1, SPLICE_F_MOVE);
306 
307 		if (ret < 0) {
308 			if (!bytes)
309 				bytes = ret;
310 			break;
311 		} else if (!ret)
312 			break;
313 
314 		iov.iov_len -= ret;
315 		iov.iov_base += ret;
316 		bytes += ret;
317 	}
318 
319 	return bytes;
320 
321 }
322 
323 /*
324  * vmsplice() pipe to io_u buffer
325  */
vmsplice_io_u_out(struct thread_data * td,struct io_u * io_u,unsigned int len)326 static int vmsplice_io_u_out(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
327 			     unsigned int len)
328 {
329 	struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
330 
331 	return vmsplice_io_u(io_u, nd->pipes[0], len);
332 }
333 
334 /*
335  * vmsplice() io_u to pipe
336  */
vmsplice_io_u_in(struct thread_data * td,struct io_u * io_u)337 static int vmsplice_io_u_in(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
338 {
339 	struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
340 
341 	return vmsplice_io_u(io_u, nd->pipes[1], io_u->xfer_buflen);
342 }
343 
344 /*
345  * splice receive - transfer socket data into a pipe using splice, then map
346  * that pipe data into the io_u using vmsplice.
347  */
fio_netio_splice_in(struct thread_data * td,struct io_u * io_u)348 static int fio_netio_splice_in(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
349 {
350 	int ret;
351 
352 	ret = splice_in(td, io_u);
353 	if (ret > 0)
354 		return vmsplice_io_u_out(td, io_u, ret);
355 
356 	return ret;
357 }
358 
359 /*
360  * splice transmit - map data from the io_u into a pipe by using vmsplice,
361  * then transfer that pipe to a socket using splice.
362  */
fio_netio_splice_out(struct thread_data * td,struct io_u * io_u)363 static int fio_netio_splice_out(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
364 {
365 	int ret;
366 
367 	ret = vmsplice_io_u_in(td, io_u);
368 	if (ret > 0)
369 		return splice_out(td, io_u, ret);
370 
371 	return ret;
372 }
373 #else
fio_netio_splice_in(struct thread_data * td,struct io_u * io_u)374 static int fio_netio_splice_in(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
375 {
376 	errno = EOPNOTSUPP;
377 	return -1;
378 }
379 
fio_netio_splice_out(struct thread_data * td,struct io_u * io_u)380 static int fio_netio_splice_out(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
381 {
382 	errno = EOPNOTSUPP;
383 	return -1;
384 }
385 #endif
386 
fio_netio_send(struct thread_data * td,struct io_u * io_u)387 static int fio_netio_send(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
388 {
389 	struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
390 	struct netio_options *o = td->eo;
391 	int ret, flags = 0;
392 
393 	do {
394 		if (is_udp(o)) {
395 			const struct sockaddr *to;
396 			socklen_t len;
397 
398 			if (is_ipv6(o)) {
399 				to = (struct sockaddr *) &nd->addr6;
400 				len = sizeof(nd->addr6);
401 			} else {
402 				to = (struct sockaddr *) &nd->addr;
403 				len = sizeof(nd->addr);
404 			}
405 
406 			ret = sendto(io_u->file->fd, io_u->xfer_buf,
407 					io_u->xfer_buflen, flags, to, len);
408 		} else {
409 			/*
410 			 * if we are going to write more, set MSG_MORE
411 			 */
412 #ifdef MSG_MORE
413 			if ((td->this_io_bytes[DDIR_WRITE] + io_u->xfer_buflen <
414 			    td->o.size) && !o->pingpong)
415 				flags |= MSG_MORE;
416 #endif
417 			ret = send(io_u->file->fd, io_u->xfer_buf,
418 					io_u->xfer_buflen, flags);
419 		}
420 		if (ret > 0)
421 			break;
422 
423 		ret = poll_wait(td, io_u->file->fd, POLLOUT);
424 		if (ret <= 0)
425 			break;
426 	} while (1);
427 
428 	return ret;
429 }
430 
is_udp_close(struct io_u * io_u,int len)431 static int is_udp_close(struct io_u *io_u, int len)
432 {
433 	struct udp_close_msg *msg;
434 
435 	if (len != sizeof(struct udp_close_msg))
436 		return 0;
437 
438 	msg = io_u->xfer_buf;
439 	if (ntohl(msg->magic) != FIO_LINK_OPEN_CLOSE_MAGIC)
440 		return 0;
441 	if (ntohl(msg->cmd) != FIO_LINK_CLOSE)
442 		return 0;
443 
444 	return 1;
445 }
446 
fio_netio_recv(struct thread_data * td,struct io_u * io_u)447 static int fio_netio_recv(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
448 {
449 	struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
450 	struct netio_options *o = td->eo;
451 	int ret, flags = 0;
452 
453 	do {
454 		if (is_udp(o)) {
455 			struct sockaddr *from;
456 			socklen_t l, *len = &l;
457 
458 			if (o->listen) {
459 				if (!is_ipv6(o)) {
460 					from = (struct sockaddr *) &nd->addr;
461 					*len = sizeof(nd->addr);
462 				} else {
463 					from = (struct sockaddr *) &nd->addr6;
464 					*len = sizeof(nd->addr6);
465 				}
466 			} else {
467 				from = NULL;
468 				len = NULL;
469 			}
470 
471 			ret = recvfrom(io_u->file->fd, io_u->xfer_buf,
472 					io_u->xfer_buflen, flags, from, len);
473 			if (is_udp_close(io_u, ret)) {
474 				td->done = 1;
475 				return 0;
476 			}
477 		} else {
478 			ret = recv(io_u->file->fd, io_u->xfer_buf,
479 					io_u->xfer_buflen, flags);
480 		}
481 		if (ret > 0)
482 			break;
483 		else if (!ret && (flags & MSG_WAITALL))
484 			break;
485 
486 		ret = poll_wait(td, io_u->file->fd, POLLIN);
487 		if (ret <= 0)
488 			break;
489 		flags |= MSG_WAITALL;
490 	} while (1);
491 
492 	return ret;
493 }
494 
__fio_netio_queue(struct thread_data * td,struct io_u * io_u,enum fio_ddir ddir)495 static int __fio_netio_queue(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
496 			     enum fio_ddir ddir)
497 {
498 	struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
499 	struct netio_options *o = td->eo;
500 	int ret;
501 
502 	if (ddir == DDIR_WRITE) {
503 		if (!nd->use_splice || is_udp(o) ||
504 		    o->proto == FIO_TYPE_UNIX)
505 			ret = fio_netio_send(td, io_u);
506 		else
507 			ret = fio_netio_splice_out(td, io_u);
508 	} else if (ddir == DDIR_READ) {
509 		if (!nd->use_splice || is_udp(o) ||
510 		    o->proto == FIO_TYPE_UNIX)
511 			ret = fio_netio_recv(td, io_u);
512 		else
513 			ret = fio_netio_splice_in(td, io_u);
514 	} else
515 		ret = 0;	/* must be a SYNC */
516 
517 	if (ret != (int) io_u->xfer_buflen) {
518 		if (ret >= 0) {
519 			io_u->resid = io_u->xfer_buflen - ret;
520 			io_u->error = 0;
521 			return FIO_Q_COMPLETED;
522 		} else {
523 			int err = errno;
524 
525 			if (ddir == DDIR_WRITE && err == EMSGSIZE)
526 				return FIO_Q_BUSY;
527 
528 			io_u->error = err;
529 		}
530 	}
531 
532 	if (io_u->error)
533 		td_verror(td, io_u->error, "xfer");
534 
535 	return FIO_Q_COMPLETED;
536 }
537 
fio_netio_queue(struct thread_data * td,struct io_u * io_u)538 static int fio_netio_queue(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
539 {
540 	struct netio_options *o = td->eo;
541 	int ret;
542 
543 	fio_ro_check(td, io_u);
544 
545 	ret = __fio_netio_queue(td, io_u, io_u->ddir);
546 	if (!o->pingpong || ret != FIO_Q_COMPLETED)
547 		return ret;
548 
549 	/*
550 	 * For ping-pong mode, receive or send reply as needed
551 	 */
552 	if (td_read(td) && io_u->ddir == DDIR_READ)
553 		ret = __fio_netio_queue(td, io_u, DDIR_WRITE);
554 	else if (td_write(td) && io_u->ddir == DDIR_WRITE)
555 		ret = __fio_netio_queue(td, io_u, DDIR_READ);
556 
557 	return ret;
558 }
559 
fio_netio_connect(struct thread_data * td,struct fio_file * f)560 static int fio_netio_connect(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
561 {
562 	struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
563 	struct netio_options *o = td->eo;
564 	int type, domain;
565 
566 	if (o->proto == FIO_TYPE_TCP) {
567 		domain = AF_INET;
568 		type = SOCK_STREAM;
569 	} else if (o->proto == FIO_TYPE_TCP_V6) {
570 		domain = AF_INET6;
571 		type = SOCK_STREAM;
572 	} else if (o->proto == FIO_TYPE_UDP) {
573 		domain = AF_INET;
574 		type = SOCK_DGRAM;
575 	} else if (o->proto == FIO_TYPE_UDP_V6) {
576 		domain = AF_INET6;
577 		type = SOCK_DGRAM;
578 	} else if (o->proto == FIO_TYPE_UNIX) {
579 		domain = AF_UNIX;
580 		type = SOCK_STREAM;
581 	} else {
582 		log_err("fio: bad network type %d\n", o->proto);
583 		f->fd = -1;
584 		return 1;
585 	}
586 
587 	f->fd = socket(domain, type, 0);
588 	if (f->fd < 0) {
589 		td_verror(td, errno, "socket");
590 		return 1;
591 	}
592 
593 #ifdef CONFIG_TCP_NODELAY
594 	if (o->nodelay && is_tcp(o)) {
595 		int optval = 1;
596 
597 		if (setsockopt(f->fd, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, (void *) &optval, sizeof(int)) < 0) {
598 			log_err("fio: cannot set TCP_NODELAY option on socket (%s), disable with 'nodelay=0'\n", strerror(errno));
599 			return 1;
600 		}
601 	}
602 #endif
603 
604 	if (is_udp(o)) {
605 		if (!fio_netio_is_multicast(td->o.filename))
606 			return 0;
607 		if (is_ipv6(o)) {
608 			log_err("fio: multicast not supported on IPv6\n");
609 			close(f->fd);
610 			return 1;
611 		}
612 
613 		if (o->intfc) {
614 			struct in_addr interface_addr;
615 
616 			if (inet_aton(o->intfc, &interface_addr) == 0) {
617 				log_err("fio: interface not valid interface IP\n");
618 				close(f->fd);
619 				return 1;
620 			}
621 			if (setsockopt(f->fd, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_IF, (const char*)&interface_addr, sizeof(interface_addr)) < 0) {
622 				td_verror(td, errno, "setsockopt IP_MULTICAST_IF");
623 				close(f->fd);
624 				return 1;
625 			}
626 		}
627 		if (setsockopt(f->fd, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_TTL, (const char*)&o->ttl, sizeof(o->ttl)) < 0) {
628 			td_verror(td, errno, "setsockopt IP_MULTICAST_TTL");
629 			close(f->fd);
630 			return 1;
631 		}
632 		return 0;
633 	} else if (o->proto == FIO_TYPE_TCP) {
634 		socklen_t len = sizeof(nd->addr);
635 
636 		if (connect(f->fd, (struct sockaddr *) &nd->addr, len) < 0) {
637 			td_verror(td, errno, "connect");
638 			close(f->fd);
639 			return 1;
640 		}
641 	} else if (o->proto == FIO_TYPE_TCP_V6) {
642 		socklen_t len = sizeof(nd->addr6);
643 
644 		if (connect(f->fd, (struct sockaddr *) &nd->addr6, len) < 0) {
645 			td_verror(td, errno, "connect");
646 			close(f->fd);
647 			return 1;
648 		}
649 
650 	} else {
651 		struct sockaddr_un *addr = &nd->addr_un;
652 		socklen_t len;
653 
654 		len = sizeof(addr->sun_family) + strlen(addr->sun_path) + 1;
655 
656 		if (connect(f->fd, (struct sockaddr *) addr, len) < 0) {
657 			td_verror(td, errno, "connect");
658 			close(f->fd);
659 			return 1;
660 		}
661 	}
662 
663 	return 0;
664 }
665 
fio_netio_accept(struct thread_data * td,struct fio_file * f)666 static int fio_netio_accept(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
667 {
668 	struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
669 	struct netio_options *o = td->eo;
670 	socklen_t socklen;
671 	int state;
672 
673 	if (is_udp(o)) {
674 		f->fd = nd->listenfd;
675 		return 0;
676 	}
677 
678 	state = td->runstate;
679 	td_set_runstate(td, TD_SETTING_UP);
680 
681 	log_info("fio: waiting for connection\n");
682 
683 	if (poll_wait(td, nd->listenfd, POLLIN) < 0)
684 		goto err;
685 
686 	if (o->proto == FIO_TYPE_TCP) {
687 		socklen = sizeof(nd->addr);
688 		f->fd = accept(nd->listenfd, (struct sockaddr *) &nd->addr, &socklen);
689 	} else {
690 		socklen = sizeof(nd->addr6);
691 		f->fd = accept(nd->listenfd, (struct sockaddr *) &nd->addr6, &socklen);
692 	}
693 
694 	if (f->fd < 0) {
695 		td_verror(td, errno, "accept");
696 		goto err;
697 	}
698 
699 #ifdef CONFIG_TCP_NODELAY
700 	if (o->nodelay && is_tcp(o)) {
701 		int optval = 1;
702 
703 		if (setsockopt(f->fd, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, (void *) &optval, sizeof(int)) < 0) {
704 			log_err("fio: cannot set TCP_NODELAY option on socket (%s), disable with 'nodelay=0'\n", strerror(errno));
705 			return 1;
706 		}
707 	}
708 #endif
709 
710 	reset_all_stats(td);
711 	td_set_runstate(td, state);
712 	return 0;
713 err:
714 	td_set_runstate(td, state);
715 	return 1;
716 }
717 
fio_netio_udp_close(struct thread_data * td,struct fio_file * f)718 static void fio_netio_udp_close(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
719 {
720 	struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
721 	struct netio_options *o = td->eo;
722 	struct udp_close_msg msg;
723 	struct sockaddr *to;
724 	socklen_t len;
725 	int ret;
726 
727 	if (is_ipv6(o)) {
728 		to = (struct sockaddr *) &nd->addr6;
729 		len = sizeof(nd->addr6);
730 	} else {
731 		to = (struct sockaddr *) &nd->addr;
732 		len = sizeof(nd->addr);
733 	}
734 
735 	msg.magic = htonl(FIO_LINK_OPEN_CLOSE_MAGIC);
736 	msg.cmd = htonl(FIO_LINK_CLOSE);
737 
738 	ret = sendto(f->fd, (void *) &msg, sizeof(msg), MSG_WAITALL, to, len);
739 	if (ret < 0)
740 		td_verror(td, errno, "sendto udp link close");
741 }
742 
fio_netio_close_file(struct thread_data * td,struct fio_file * f)743 static int fio_netio_close_file(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
744 {
745 	struct netio_options *o = td->eo;
746 
747 	/*
748 	 * If this is an UDP connection, notify the receiver that we are
749 	 * closing down the link
750 	 */
751 	if (is_udp(o))
752 		fio_netio_udp_close(td, f);
753 
754 	return generic_close_file(td, f);
755 }
756 
fio_netio_udp_recv_open(struct thread_data * td,struct fio_file * f)757 static int fio_netio_udp_recv_open(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
758 {
759 	struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
760 	struct netio_options *o = td->eo;
761 	struct udp_close_msg msg;
762 	struct sockaddr *to;
763 	socklen_t len;
764 	int ret;
765 
766 	if (is_ipv6(o)) {
767 		len = sizeof(nd->addr6);
768 		to = (struct sockaddr *) &nd->addr6;
769 	} else {
770 		len = sizeof(nd->addr);
771 		to = (struct sockaddr *) &nd->addr;
772 	}
773 
774 	ret = recvfrom(f->fd, (void *) &msg, sizeof(msg), MSG_WAITALL, to, &len);
775 	if (ret < 0) {
776 		td_verror(td, errno, "recvfrom udp link open");
777 		return ret;
778 	}
779 
780 	if (ntohl(msg.magic) != FIO_LINK_OPEN_CLOSE_MAGIC ||
781 	    ntohl(msg.cmd) != FIO_LINK_OPEN) {
782 		log_err("fio: bad udp open magic %x/%x\n", ntohl(msg.magic),
783 								ntohl(msg.cmd));
784 		return -1;
785 	}
786 
787 	return 0;
788 }
789 
fio_netio_udp_send_open(struct thread_data * td,struct fio_file * f)790 static int fio_netio_udp_send_open(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
791 {
792 	struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
793 	struct netio_options *o = td->eo;
794 	struct udp_close_msg msg;
795 	struct sockaddr *to;
796 	socklen_t len;
797 	int ret;
798 
799 	if (is_ipv6(o)) {
800 		len = sizeof(nd->addr6);
801 		to = (struct sockaddr *) &nd->addr6;
802 	} else {
803 		len = sizeof(nd->addr);
804 		to = (struct sockaddr *) &nd->addr;
805 	}
806 
807 	msg.magic = htonl(FIO_LINK_OPEN_CLOSE_MAGIC);
808 	msg.cmd = htonl(FIO_LINK_OPEN);
809 
810 	ret = sendto(f->fd, (void *) &msg, sizeof(msg), MSG_WAITALL, to, len);
811 	if (ret < 0) {
812 		td_verror(td, errno, "sendto udp link open");
813 		return ret;
814 	}
815 
816 	return 0;
817 }
818 
fio_netio_open_file(struct thread_data * td,struct fio_file * f)819 static int fio_netio_open_file(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
820 {
821 	int ret;
822 	struct netio_options *o = td->eo;
823 
824 	if (o->listen)
825 		ret = fio_netio_accept(td, f);
826 	else
827 		ret = fio_netio_connect(td, f);
828 
829 	if (ret) {
830 		f->fd = -1;
831 		return ret;
832 	}
833 
834 	if (is_udp(o)) {
835 		if (td_write(td))
836 			ret = fio_netio_udp_send_open(td, f);
837 		else {
838 			int state;
839 
840 			state = td->runstate;
841 			td_set_runstate(td, TD_SETTING_UP);
842 			ret = fio_netio_udp_recv_open(td, f);
843 			td_set_runstate(td, state);
844 		}
845 	}
846 
847 	if (ret)
848 		fio_netio_close_file(td, f);
849 
850 	return ret;
851 }
852 
fio_fill_addr(struct thread_data * td,const char * host,int af,void * dst,struct addrinfo ** res)853 static int fio_fill_addr(struct thread_data *td, const char *host, int af,
854 			 void *dst, struct addrinfo **res)
855 {
856 	struct netio_options *o = td->eo;
857 	struct addrinfo hints;
858 	int ret;
859 
860 	if (inet_pton(af, host, dst))
861 		return 0;
862 
863 	memset(&hints, 0, sizeof(hints));
864 
865 	if (is_tcp(o))
866 		hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
867 	else
868 		hints.ai_socktype = SOCK_DGRAM;
869 
870 	if (is_ipv6(o))
871 		hints.ai_family = AF_INET6;
872 	else
873 		hints.ai_family = AF_INET;
874 
875 	ret = getaddrinfo(host, NULL, &hints, res);
876 	if (ret) {
877 		int e = EINVAL;
878 		char str[128];
879 
880 		if (ret == EAI_SYSTEM)
881 			e = errno;
882 
883 		snprintf(str, sizeof(str), "getaddrinfo: %s", gai_strerror(ret));
884 		td_verror(td, e, str);
885 		return 1;
886 	}
887 
888 	return 0;
889 }
890 
fio_netio_setup_connect_inet(struct thread_data * td,const char * host,unsigned short port)891 static int fio_netio_setup_connect_inet(struct thread_data *td,
892 					const char *host, unsigned short port)
893 {
894 	struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
895 	struct netio_options *o = td->eo;
896 	struct addrinfo *res = NULL;
897 	void *dst, *src;
898 	int af, len;
899 
900 	if (!host) {
901 		log_err("fio: connect with no host to connect to.\n");
902 		if (td_read(td))
903 			log_err("fio: did you forget to set 'listen'?\n");
904 
905 		td_verror(td, EINVAL, "no hostname= set");
906 		return 1;
907 	}
908 
909 	nd->addr.sin_family = AF_INET;
910 	nd->addr.sin_port = htons(port);
911 	nd->addr6.sin6_family = AF_INET6;
912 	nd->addr6.sin6_port = htons(port);
913 
914 	if (is_ipv6(o)) {
915 		af = AF_INET6;
916 		dst = &nd->addr6.sin6_addr;
917 	} else {
918 		af = AF_INET;
919 		dst = &nd->addr.sin_addr;
920 	}
921 
922 	if (fio_fill_addr(td, host, af, dst, &res))
923 		return 1;
924 
925 	if (!res)
926 		return 0;
927 
928 	if (is_ipv6(o)) {
929 		len = sizeof(nd->addr6.sin6_addr);
930 		src = &((struct sockaddr_in6 *) res->ai_addr)->sin6_addr;
931 	} else {
932 		len = sizeof(nd->addr.sin_addr);
933 		src = &((struct sockaddr_in *) res->ai_addr)->sin_addr;
934 	}
935 
936 	memcpy(dst, src, len);
937 	freeaddrinfo(res);
938 	return 0;
939 }
940 
fio_netio_setup_connect_unix(struct thread_data * td,const char * path)941 static int fio_netio_setup_connect_unix(struct thread_data *td,
942 					const char *path)
943 {
944 	struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
945 	struct sockaddr_un *soun = &nd->addr_un;
946 
947 	soun->sun_family = AF_UNIX;
948 	memset(soun->sun_path, 0, sizeof(soun->sun_path));
949 	strncpy(soun->sun_path, path, sizeof(soun->sun_path) - 1);
950 	return 0;
951 }
952 
fio_netio_setup_connect(struct thread_data * td)953 static int fio_netio_setup_connect(struct thread_data *td)
954 {
955 	struct netio_options *o = td->eo;
956 
957 	if (is_udp(o) || is_tcp(o))
958 		return fio_netio_setup_connect_inet(td, td->o.filename,o->port);
959 	else
960 		return fio_netio_setup_connect_unix(td, td->o.filename);
961 }
962 
fio_netio_setup_listen_unix(struct thread_data * td,const char * path)963 static int fio_netio_setup_listen_unix(struct thread_data *td, const char *path)
964 {
965 	struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
966 	struct sockaddr_un *addr = &nd->addr_un;
967 	mode_t mode;
968 	int len, fd;
969 
970 	fd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
971 	if (fd < 0) {
972 		log_err("fio: socket: %s\n", strerror(errno));
973 		return -1;
974 	}
975 
976 	mode = umask(000);
977 
978 	memset(addr, 0, sizeof(*addr));
979 	addr->sun_family = AF_UNIX;
980 	strncpy(addr->sun_path, path, sizeof(addr->sun_path) - 1);
981 	unlink(path);
982 
983 	len = sizeof(addr->sun_family) + strlen(path) + 1;
984 
985 	if (bind(fd, (struct sockaddr *) addr, len) < 0) {
986 		log_err("fio: bind: %s\n", strerror(errno));
987 		close(fd);
988 		return -1;
989 	}
990 
991 	umask(mode);
992 	nd->listenfd = fd;
993 	return 0;
994 }
995 
fio_netio_setup_listen_inet(struct thread_data * td,short port)996 static int fio_netio_setup_listen_inet(struct thread_data *td, short port)
997 {
998 	struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
999 	struct netio_options *o = td->eo;
1000 	struct ip_mreq mr;
1001 	struct sockaddr_in sin;
1002 	struct sockaddr *saddr;
1003 	int fd, opt, type, domain;
1004 	socklen_t len;
1005 
1006 	memset(&sin, 0, sizeof(sin));
1007 
1008 	if (o->proto == FIO_TYPE_TCP) {
1009 		type = SOCK_STREAM;
1010 		domain = AF_INET;
1011 	} else if (o->proto == FIO_TYPE_TCP_V6) {
1012 		type = SOCK_STREAM;
1013 		domain = AF_INET6;
1014 	} else if (o->proto == FIO_TYPE_UDP) {
1015 		type = SOCK_DGRAM;
1016 		domain = AF_INET;
1017 	} else if (o->proto == FIO_TYPE_UDP_V6) {
1018 		type = SOCK_DGRAM;
1019 		domain = AF_INET6;
1020 	} else {
1021 		log_err("fio: unknown proto %d\n", o->proto);
1022 		return 1;
1023 	}
1024 
1025 	fd = socket(domain, type, 0);
1026 	if (fd < 0) {
1027 		td_verror(td, errno, "socket");
1028 		return 1;
1029 	}
1030 
1031 	opt = 1;
1032 	if (setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (void *) &opt, sizeof(opt)) < 0) {
1033 		td_verror(td, errno, "setsockopt");
1034 		close(fd);
1035 		return 1;
1036 	}
1037 #ifdef SO_REUSEPORT
1038 	if (setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEPORT, (void *) &opt, sizeof(opt)) < 0) {
1039 		td_verror(td, errno, "setsockopt");
1040 		close(fd);
1041 		return 1;
1042 	}
1043 #endif
1044 
1045 	if (td->o.filename) {
1046 		if (!is_udp(o) || !fio_netio_is_multicast(td->o.filename)) {
1047 			log_err("fio: hostname not valid for non-multicast inbound network IO\n");
1048 			close(fd);
1049 			return 1;
1050 		}
1051 		if (is_ipv6(o)) {
1052 			log_err("fio: IPv6 not supported for multicast network IO");
1053 			close(fd);
1054 			return 1;
1055 		}
1056 
1057 		inet_aton(td->o.filename, &sin.sin_addr);
1058 
1059 		mr.imr_multiaddr = sin.sin_addr;
1060 		if (o->intfc) {
1061 			if (inet_aton(o->intfc, &mr.imr_interface) == 0) {
1062 				log_err("fio: interface not valid interface IP\n");
1063 				close(fd);
1064 				return 1;
1065 			}
1066 		} else {
1067 			mr.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
1068 		}
1069 
1070 		if (setsockopt(fd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, (const char*)&mr, sizeof(mr)) < 0) {
1071 			td_verror(td, errno, "setsockopt IP_ADD_MEMBERSHIP");
1072 			close(fd);
1073 			return 1;
1074 		}
1075 	}
1076 
1077 	if (!is_ipv6(o)) {
1078 		saddr = (struct sockaddr *) &nd->addr;
1079 		len = sizeof(nd->addr);
1080 
1081 		nd->addr.sin_family = AF_INET;
1082 		nd->addr.sin_addr.s_addr = sin.sin_addr.s_addr ? sin.sin_addr.s_addr : htonl(INADDR_ANY);
1083 		nd->addr.sin_port = htons(port);
1084 	} else {
1085 		saddr = (struct sockaddr *) &nd->addr6;
1086 		len = sizeof(nd->addr6);
1087 
1088 		nd->addr6.sin6_family = AF_INET6;
1089 		nd->addr6.sin6_addr = in6addr_any;
1090 		nd->addr6.sin6_port = htons(port);
1091 	}
1092 
1093 	if (bind(fd, saddr, len) < 0) {
1094 		close(fd);
1095 		td_verror(td, errno, "bind");
1096 		return 1;
1097 	}
1098 
1099 	nd->listenfd = fd;
1100 	return 0;
1101 }
1102 
fio_netio_setup_listen(struct thread_data * td)1103 static int fio_netio_setup_listen(struct thread_data *td)
1104 {
1105 	struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
1106 	struct netio_options *o = td->eo;
1107 	int ret;
1108 
1109 	if (is_udp(o) || is_tcp(o))
1110 		ret = fio_netio_setup_listen_inet(td, o->port);
1111 	else
1112 		ret = fio_netio_setup_listen_unix(td, td->o.filename);
1113 
1114 	if (ret)
1115 		return ret;
1116 	if (is_udp(o))
1117 		return 0;
1118 
1119 	if (listen(nd->listenfd, 10) < 0) {
1120 		td_verror(td, errno, "listen");
1121 		nd->listenfd = -1;
1122 		return 1;
1123 	}
1124 
1125 	return 0;
1126 }
1127 
fio_netio_init(struct thread_data * td)1128 static int fio_netio_init(struct thread_data *td)
1129 {
1130 	struct netio_options *o = td->eo;
1131 	int ret;
1132 
1133 #ifdef WIN32
1134 	WSADATA wsd;
1135 	WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsd);
1136 #endif
1137 
1138 	if (td_random(td)) {
1139 		log_err("fio: network IO can't be random\n");
1140 		return 1;
1141 	}
1142 
1143 	if (o->proto == FIO_TYPE_UNIX && o->port) {
1144 		log_err("fio: network IO port not valid with unix socket\n");
1145 		return 1;
1146 	} else if (o->proto != FIO_TYPE_UNIX && !o->port) {
1147 		log_err("fio: network IO requires port for tcp or udp\n");
1148 		return 1;
1149 	}
1150 
1151 	if (!is_tcp(o)) {
1152 		if (o->listen) {
1153 			log_err("fio: listen only valid for TCP proto IO\n");
1154 			return 1;
1155 		}
1156 		if (td_rw(td)) {
1157 			log_err("fio: datagram network connections must be"
1158 				   " read OR write\n");
1159 			return 1;
1160 		}
1161 		if (o->proto == FIO_TYPE_UNIX && !td->o.filename) {
1162 			log_err("fio: UNIX sockets need host/filename\n");
1163 			return 1;
1164 		}
1165 		o->listen = td_read(td);
1166 	}
1167 
1168 	if (o->listen)
1169 		ret = fio_netio_setup_listen(td);
1170 	else
1171 		ret = fio_netio_setup_connect(td);
1172 
1173 	return ret;
1174 }
1175 
fio_netio_cleanup(struct thread_data * td)1176 static void fio_netio_cleanup(struct thread_data *td)
1177 {
1178 	struct netio_data *nd = td->io_ops->data;
1179 
1180 	if (nd) {
1181 		if (nd->listenfd != -1)
1182 			close(nd->listenfd);
1183 		if (nd->pipes[0] != -1)
1184 			close(nd->pipes[0]);
1185 		if (nd->pipes[1] != -1)
1186 			close(nd->pipes[1]);
1187 
1188 		free(nd);
1189 	}
1190 }
1191 
fio_netio_setup(struct thread_data * td)1192 static int fio_netio_setup(struct thread_data *td)
1193 {
1194 	struct netio_data *nd;
1195 
1196 	if (!td->files_index) {
1197 		add_file(td, td->o.filename ?: "net", 0, 0);
1198 		td->o.nr_files = td->o.nr_files ?: 1;
1199 		td->o.open_files++;
1200 	}
1201 
1202 	if (!td->io_ops->data) {
1203 		nd = malloc(sizeof(*nd));;
1204 
1205 		memset(nd, 0, sizeof(*nd));
1206 		nd->listenfd = -1;
1207 		nd->pipes[0] = nd->pipes[1] = -1;
1208 		td->io_ops->data = nd;
1209 	}
1210 
1211 	return 0;
1212 }
1213 
fio_netio_terminate(struct thread_data * td)1214 static void fio_netio_terminate(struct thread_data *td)
1215 {
1216 	kill(td->pid, SIGUSR2);
1217 }
1218 
1219 #ifdef CONFIG_LINUX_SPLICE
fio_netio_setup_splice(struct thread_data * td)1220 static int fio_netio_setup_splice(struct thread_data *td)
1221 {
1222 	struct netio_data *nd;
1223 
1224 	fio_netio_setup(td);
1225 
1226 	nd = td->io_ops->data;
1227 	if (nd) {
1228 		if (pipe(nd->pipes) < 0)
1229 			return 1;
1230 
1231 		nd->use_splice = 1;
1232 		return 0;
1233 	}
1234 
1235 	return 1;
1236 }
1237 
1238 static struct ioengine_ops ioengine_splice = {
1239 	.name			= "netsplice",
1240 	.version		= FIO_IOOPS_VERSION,
1241 	.prep			= fio_netio_prep,
1242 	.queue			= fio_netio_queue,
1243 	.setup			= fio_netio_setup_splice,
1244 	.init			= fio_netio_init,
1245 	.cleanup		= fio_netio_cleanup,
1246 	.open_file		= fio_netio_open_file,
1247 	.close_file		= fio_netio_close_file,
1248 	.terminate		= fio_netio_terminate,
1249 	.options		= options,
1250 	.option_struct_size	= sizeof(struct netio_options),
1251 	.flags			= FIO_SYNCIO | FIO_DISKLESSIO | FIO_UNIDIR |
1252 				  FIO_PIPEIO,
1253 };
1254 #endif
1255 
1256 static struct ioengine_ops ioengine_rw = {
1257 	.name			= "net",
1258 	.version		= FIO_IOOPS_VERSION,
1259 	.prep			= fio_netio_prep,
1260 	.queue			= fio_netio_queue,
1261 	.setup			= fio_netio_setup,
1262 	.init			= fio_netio_init,
1263 	.cleanup		= fio_netio_cleanup,
1264 	.open_file		= fio_netio_open_file,
1265 	.close_file		= fio_netio_close_file,
1266 	.terminate		= fio_netio_terminate,
1267 	.options		= options,
1268 	.option_struct_size	= sizeof(struct netio_options),
1269 	.flags			= FIO_SYNCIO | FIO_DISKLESSIO | FIO_UNIDIR |
1270 				  FIO_PIPEIO | FIO_BIT_BASED,
1271 };
1272 
str_hostname_cb(void * data,const char * input)1273 static int str_hostname_cb(void *data, const char *input)
1274 {
1275 	struct netio_options *o = data;
1276 
1277 	if (o->td->o.filename)
1278 		free(o->td->o.filename);
1279 	o->td->o.filename = strdup(input);
1280 	return 0;
1281 }
1282 
fio_netio_register(void)1283 static void fio_init fio_netio_register(void)
1284 {
1285 	register_ioengine(&ioengine_rw);
1286 #ifdef CONFIG_LINUX_SPLICE
1287 	register_ioengine(&ioengine_splice);
1288 #endif
1289 }
1290 
fio_netio_unregister(void)1291 static void fio_exit fio_netio_unregister(void)
1292 {
1293 	unregister_ioengine(&ioengine_rw);
1294 #ifdef CONFIG_LINUX_SPLICE
1295 	unregister_ioengine(&ioengine_splice);
1296 #endif
1297 }
1298