]> git.proxmox.com Git - mirror_qemu.git/blobdiff - block/linux-aio.c
i386: Fix signedness of hyperv_spinlock_attempts
[mirror_qemu.git] / block / linux-aio.c
index de3548f2abd3bfa165d75dd759968fe060eaa93d..c7eca9a256c1952b731b97073c718625fbe9d65e 100644 (file)
@@ -8,13 +8,13 @@
  * See the COPYING file in the top-level directory.
  */
 #include "qemu/osdep.h"
-#include "qemu-common.h"
 #include "block/aio.h"
 #include "qemu/queue.h"
 #include "block/block.h"
 #include "block/raw-aio.h"
 #include "qemu/event_notifier.h"
 #include "qemu/coroutine.h"
+#include "qapi/error.h"
 
 #include <libaio.h>
 
@@ -29,7 +29,6 @@
 #define MAX_EVENTS 128
 
 struct qemu_laiocb {
-    BlockAIOCB common;
     Coroutine *co;
     LinuxAioState *ctx;
     struct iocb iocb;
@@ -54,12 +53,11 @@ struct LinuxAioState {
     io_context_t ctx;
     EventNotifier e;
 
-    /* io queue for submit at batch */
+    /* io queue for submit at batch.  Protected by AioContext lock. */
     LaioQueue io_q;
 
-    /* I/O completion processing */
+    /* I/O completion processing.  Only runs in I/O thread.  */
     QEMUBH *completion_bh;
-    struct io_event events[MAX_EVENTS];
     int event_idx;
     int event_max;
 };
@@ -72,7 +70,7 @@ static inline ssize_t io_event_ret(struct io_event *ev)
 }
 
 /*
- * Completes an AIO request (calls the callback and frees the ACB).
+ * Completes an AIO request.
  */
 static void qemu_laio_process_completion(struct qemu_laiocb *laiocb)
 {
@@ -94,65 +92,157 @@ static void qemu_laio_process_completion(struct qemu_laiocb *laiocb)
     }
 
     laiocb->ret = ret;
-    if (laiocb->co) {
-        qemu_coroutine_enter(laiocb->co);
-    } else {
-        laiocb->common.cb(laiocb->common.opaque, ret);
-        qemu_aio_unref(laiocb);
+
+    /*
+     * If the coroutine is already entered it must be in ioq_submit() and
+     * will notice laio->ret has been filled in when it eventually runs
+     * later.  Coroutines cannot be entered recursively so avoid doing
+     * that!
+     */
+    if (!qemu_coroutine_entered(laiocb->co)) {
+        aio_co_wake(laiocb->co);
     }
 }
 
-/* The completion BH fetches completed I/O requests and invokes their
- * callbacks.
+/**
+ * aio_ring buffer which is shared between userspace and kernel.
  *
- * The function is somewhat tricky because it supports nested event loops, for
- * example when a request callback invokes aio_poll().  In order to do this,
- * the completion events array and index are kept in LinuxAioState.  The BH
- * reschedules itself as long as there are completions pending so it will
- * either be called again in a nested event loop or will be called after all
- * events have been completed.  When there are no events left to complete, the
- * BH returns without rescheduling.
+ * This copied from linux/fs/aio.c, common header does not exist
+ * but AIO exists for ages so we assume ABI is stable.
  */
-static void qemu_laio_completion_bh(void *opaque)
+struct aio_ring {
+    unsigned    id;    /* kernel internal index number */
+    unsigned    nr;    /* number of io_events */
+    unsigned    head;  /* Written to by userland or by kernel. */
+    unsigned    tail;
+
+    unsigned    magic;
+    unsigned    compat_features;
+    unsigned    incompat_features;
+    unsigned    header_length;  /* size of aio_ring */
+
+    struct io_event io_events[0];
+};
+
+/**
+ * io_getevents_peek:
+ * @ctx: AIO context
+ * @events: pointer on events array, output value
+
+ * Returns the number of completed events and sets a pointer
+ * on events array.  This function does not update the internal
+ * ring buffer, only reads head and tail.  When @events has been
+ * processed io_getevents_commit() must be called.
+ */
+static inline unsigned int io_getevents_peek(io_context_t ctx,
+                                             struct io_event **events)
 {
-    LinuxAioState *s = opaque;
+    struct aio_ring *ring = (struct aio_ring *)ctx;
+    unsigned int head = ring->head, tail = ring->tail;
+    unsigned int nr;
 
-    /* Fetch more completion events when empty */
-    if (s->event_idx == s->event_max) {
-        do {
-            struct timespec ts = { 0 };
-            s->event_max = io_getevents(s->ctx, MAX_EVENTS, MAX_EVENTS,
-                                        s->events, &ts);
-        } while (s->event_max == -EINTR);
-
-        s->event_idx = 0;
-        if (s->event_max <= 0) {
-            s->event_max = 0;
-            return; /* no more events */
-        }
-        s->io_q.in_flight -= s->event_max;
+    nr = tail >= head ? tail - head : ring->nr - head;
+    *events = ring->io_events + head;
+    /* To avoid speculative loads of s->events[i] before observing tail.
+       Paired with smp_wmb() inside linux/fs/aio.c: aio_complete(). */
+    smp_rmb();
+
+    return nr;
+}
+
+/**
+ * io_getevents_commit:
+ * @ctx: AIO context
+ * @nr: the number of events on which head should be advanced
+ *
+ * Advances head of a ring buffer.
+ */
+static inline void io_getevents_commit(io_context_t ctx, unsigned int nr)
+{
+    struct aio_ring *ring = (struct aio_ring *)ctx;
+
+    if (nr) {
+        ring->head = (ring->head + nr) % ring->nr;
     }
+}
+
+/**
+ * io_getevents_advance_and_peek:
+ * @ctx: AIO context
+ * @events: pointer on events array, output value
+ * @nr: the number of events on which head should be advanced
+ *
+ * Advances head of a ring buffer and returns number of elements left.
+ */
+static inline unsigned int
+io_getevents_advance_and_peek(io_context_t ctx,
+                              struct io_event **events,
+                              unsigned int nr)
+{
+    io_getevents_commit(ctx, nr);
+    return io_getevents_peek(ctx, events);
+}
+
+/**
+ * qemu_laio_process_completions:
+ * @s: AIO state
+ *
+ * Fetches completed I/O requests and invokes their callbacks.
+ *
+ * The function is somewhat tricky because it supports nested event loops, for
+ * example when a request callback invokes aio_poll().  In order to do this,
+ * indices are kept in LinuxAioState.  Function schedules BH completion so it
+ * can be called again in a nested event loop.  When there are no events left
+ * to complete the BH is being canceled.
+ */
+static void qemu_laio_process_completions(LinuxAioState *s)
+{
+    struct io_event *events;
 
     /* Reschedule so nested event loops see currently pending completions */
     qemu_bh_schedule(s->completion_bh);
 
-    /* Process completion events */
-    while (s->event_idx < s->event_max) {
-        struct iocb *iocb = s->events[s->event_idx].obj;
-        struct qemu_laiocb *laiocb =
+    while ((s->event_max = io_getevents_advance_and_peek(s->ctx, &events,
+                                                         s->event_idx))) {
+        for (s->event_idx = 0; s->event_idx < s->event_max; ) {
+            struct iocb *iocb = events[s->event_idx].obj;
+            struct qemu_laiocb *laiocb =
                 container_of(iocb, struct qemu_laiocb, iocb);
 
-        laiocb->ret = io_event_ret(&s->events[s->event_idx]);
-        s->event_idx++;
+            laiocb->ret = io_event_ret(&events[s->event_idx]);
 
-        qemu_laio_process_completion(laiocb);
+            /* Change counters one-by-one because we can be nested. */
+            s->io_q.in_flight--;
+            s->event_idx++;
+            qemu_laio_process_completion(laiocb);
+        }
     }
 
+    qemu_bh_cancel(s->completion_bh);
+
+    /* If we are nested we have to notify the level above that we are done
+     * by setting event_max to zero, upper level will then jump out of it's
+     * own `for` loop.  If we are the last all counters droped to zero. */
+    s->event_max = 0;
+    s->event_idx = 0;
+}
+
+static void qemu_laio_process_completions_and_submit(LinuxAioState *s)
+{
+    aio_context_acquire(s->aio_context);
+    qemu_laio_process_completions(s);
+
     if (!s->io_q.plugged && !QSIMPLEQ_EMPTY(&s->io_q.pending)) {
         ioq_submit(s);
     }
+    aio_context_release(s->aio_context);
+}
 
-    qemu_bh_cancel(s->completion_bh);
+static void qemu_laio_completion_bh(void *opaque)
+{
+    LinuxAioState *s = opaque;
+
+    qemu_laio_process_completions_and_submit(s);
 }
 
 static void qemu_laio_completion_cb(EventNotifier *e)
@@ -160,34 +250,24 @@ static void qemu_laio_completion_cb(EventNotifier *e)
     LinuxAioState *s = container_of(e, LinuxAioState, e);
 
     if (event_notifier_test_and_clear(&s->e)) {
-        qemu_laio_completion_bh(s);
+        qemu_laio_process_completions_and_submit(s);
     }
 }
 
-static void laio_cancel(BlockAIOCB *blockacb)
+static bool qemu_laio_poll_cb(void *opaque)
 {
-    struct qemu_laiocb *laiocb = (struct qemu_laiocb *)blockacb;
-    struct io_event event;
-    int ret;
+    EventNotifier *e = opaque;
+    LinuxAioState *s = container_of(e, LinuxAioState, e);
+    struct io_event *events;
 
-    if (laiocb->ret != -EINPROGRESS) {
-        return;
-    }
-    ret = io_cancel(laiocb->ctx->ctx, &laiocb->iocb, &event);
-    laiocb->ret = -ECANCELED;
-    if (ret != 0) {
-        /* iocb is not cancelled, cb will be called by the event loop later */
-        return;
+    if (!io_getevents_peek(s->ctx, &events)) {
+        return false;
     }
 
-    laiocb->common.cb(laiocb->common.opaque, laiocb->ret);
+    qemu_laio_process_completions_and_submit(s);
+    return true;
 }
 
-static const AIOCBInfo laio_aiocb_info = {
-    .aiocb_size         = sizeof(struct qemu_laiocb),
-    .cancel_async       = laio_cancel,
-};
-
 static void ioq_init(LaioQueue *io_q)
 {
     QSIMPLEQ_INIT(&io_q->pending);
@@ -221,7 +301,13 @@ static void ioq_submit(LinuxAioState *s)
             break;
         }
         if (ret < 0) {
-            abort();
+            /* Fail the first request, retry the rest */
+            aiocb = QSIMPLEQ_FIRST(&s->io_q.pending);
+            QSIMPLEQ_REMOVE_HEAD(&s->io_q.pending, next);
+            s->io_q.in_queue--;
+            aiocb->ret = ret;
+            qemu_laio_process_completion(aiocb);
+            continue;
         }
 
         s->io_q.in_flight += ret;
@@ -230,6 +316,19 @@ static void ioq_submit(LinuxAioState *s)
         QSIMPLEQ_SPLIT_AFTER(&s->io_q.pending, aiocb, next, &completed);
     } while (ret == len && !QSIMPLEQ_EMPTY(&s->io_q.pending));
     s->io_q.blocked = (s->io_q.in_queue > 0);
+
+    if (s->io_q.in_flight) {
+        /* We can try to complete something just right away if there are
+         * still requests in-flight. */
+        qemu_laio_process_completions(s);
+        /*
+         * Even we have completed everything (in_flight == 0), the queue can
+         * have still pended requests (in_queue > 0).  We do not attempt to
+         * repeat submission to avoid IO hang.  The reason is simple: s->e is
+         * still set and completion callback will be called shortly and all
+         * pended requests will be submitted from there.
+         */
+    }
 }
 
 void laio_io_plug(BlockDriverState *bs, LinuxAioState *s)
@@ -256,10 +355,10 @@ static int laio_do_submit(int fd, struct qemu_laiocb *laiocb, off_t offset,
     switch (type) {
     case QEMU_AIO_WRITE:
         io_prep_pwritev(iocbs, fd, qiov->iov, qiov->niov, offset);
-       break;
+        break;
     case QEMU_AIO_READ:
         io_prep_preadv(iocbs, fd, qiov->iov, qiov->niov, offset);
-       break;
+        break;
     /* Currently Linux kernel does not support other operations */
     default:
         fprintf(stderr, "%s: invalid AIO request type 0x%x.\n",
@@ -287,6 +386,7 @@ int coroutine_fn laio_co_submit(BlockDriverState *bs, LinuxAioState *s, int fd,
         .co         = qemu_coroutine_self(),
         .nbytes     = qiov->size,
         .ctx        = s,
+        .ret        = -EINPROGRESS,
         .is_read    = (type == QEMU_AIO_READ),
         .qiov       = qiov,
     };
@@ -296,38 +396,17 @@ int coroutine_fn laio_co_submit(BlockDriverState *bs, LinuxAioState *s, int fd,
         return ret;
     }
 
-    qemu_coroutine_yield();
-    return laiocb.ret;
-}
-
-BlockAIOCB *laio_submit(BlockDriverState *bs, LinuxAioState *s, int fd,
-        int64_t sector_num, QEMUIOVector *qiov, int nb_sectors,
-        BlockCompletionFunc *cb, void *opaque, int type)
-{
-    struct qemu_laiocb *laiocb;
-    off_t offset = sector_num * BDRV_SECTOR_SIZE;
-    int ret;
-
-    laiocb = qemu_aio_get(&laio_aiocb_info, bs, cb, opaque);
-    laiocb->nbytes = nb_sectors * BDRV_SECTOR_SIZE;
-    laiocb->ctx = s;
-    laiocb->ret = -EINPROGRESS;
-    laiocb->is_read = (type == QEMU_AIO_READ);
-    laiocb->qiov = qiov;
-
-    ret = laio_do_submit(fd, laiocb, offset, type);
-    if (ret < 0) {
-        qemu_aio_unref(laiocb);
-        return NULL;
+    if (laiocb.ret == -EINPROGRESS) {
+        qemu_coroutine_yield();
     }
-
-    return &laiocb->common;
+    return laiocb.ret;
 }
 
 void laio_detach_aio_context(LinuxAioState *s, AioContext *old_context)
 {
-    aio_set_event_notifier(old_context, &s->e, false, NULL);
+    aio_set_event_notifier(old_context, &s->e, false, NULL, NULL);
     qemu_bh_delete(s->completion_bh);
+    s->aio_context = NULL;
 }
 
 void laio_attach_aio_context(LinuxAioState *s, AioContext *new_context)
@@ -335,19 +414,25 @@ void laio_attach_aio_context(LinuxAioState *s, AioContext *new_context)
     s->aio_context = new_context;
     s->completion_bh = aio_bh_new(new_context, qemu_laio_completion_bh, s);
     aio_set_event_notifier(new_context, &s->e, false,
-                           qemu_laio_completion_cb);
+                           qemu_laio_completion_cb,
+                           qemu_laio_poll_cb);
 }
 
-LinuxAioState *laio_init(void)
+LinuxAioState *laio_init(Error **errp)
 {
+    int rc;
     LinuxAioState *s;
 
     s = g_malloc0(sizeof(*s));
-    if (event_notifier_init(&s->e, false) < 0) {
+    rc = event_notifier_init(&s->e, false);
+    if (rc < 0) {
+        error_setg_errno(errp, -rc, "failed to to initialize event notifier");
         goto out_free_state;
     }
 
-    if (io_setup(MAX_EVENTS, &s->ctx) != 0) {
+    rc = io_setup(MAX_EVENTS, &s->ctx);
+    if (rc < 0) {
+        error_setg_errno(errp, -rc, "failed to create linux AIO context");
         goto out_close_efd;
     }