uml: userspace files should call libc directly
[linux-2.6.git] / arch / um / os-Linux / aio.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2004 - 2007 Jeff Dike (jdike@{addtoit,linux.intel}.com)
3  * Licensed under the GPL
4  */
5
6 #include <unistd.h>
7 #include <sched.h>
8 #include <signal.h>
9 #include <errno.h>
10 #include <sys/time.h>
11 #include <asm/unistd.h>
12 #include "aio.h"
13 #include "init.h"
14 #include "kern_constants.h"
15 #include "os.h"
16 #include "user.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 /*
31  * If we have the headers, we are going to build with AIO enabled.
32  * If we don't have aio in libc, we define the necessary stubs here.
33  */
34
35 #if !defined(HAVE_AIO_LIBC)
36
37 static long io_setup(int n, aio_context_t *ctxp)
38 {
39         return syscall(__NR_io_setup, n, ctxp);
40 }
41
42 static long io_submit(aio_context_t ctx, long nr, struct iocb **iocbpp)
43 {
44         return syscall(__NR_io_submit, ctx, nr, iocbpp);
45 }
46
47 static long io_getevents(aio_context_t ctx_id, long min_nr, long nr,
48                          struct io_event *events, struct timespec *timeout)
49 {
50         return syscall(__NR_io_getevents, ctx_id, min_nr, nr, events, timeout);
51 }
52
53 #endif
54
55 /*
56  * The AIO_MMAP cases force the mmapped page into memory here
57  * rather than in whatever place first touches the data.  I used
58  * to do this by touching the page, but that's delicate because
59  * gcc is prone to optimizing that away.  So, what's done here
60  * is we read from the descriptor from which the page was
61  * mapped.  The caller is required to pass an offset which is
62  * inside the page that was mapped.  Thus, when the read
63  * returns, we know that the page is in the page cache, and
64  * that it now backs the mmapped area.
65  */
66
67 static int do_aio(aio_context_t ctx, enum aio_type type, int fd, char *buf,
68                   int len, unsigned long long offset, struct aio_context *aio)
69 {
70         struct iocb *iocbp = & ((struct iocb) {
71                                     .aio_data       = (unsigned long) aio,
72                                     .aio_fildes     = fd,
73                                     .aio_buf        = (unsigned long) buf,
74                                     .aio_nbytes     = len,
75                                     .aio_offset     = offset
76                              });
77         char c;
78
79         switch (type) {
80         case AIO_READ:
81                 iocbp->aio_lio_opcode = IOCB_CMD_PREAD;
82                 break;
83         case AIO_WRITE:
84                 iocbp->aio_lio_opcode = IOCB_CMD_PWRITE;
85                 break;
86         case AIO_MMAP:
87                 iocbp->aio_lio_opcode = IOCB_CMD_PREAD;
88                 iocbp->aio_buf = (unsigned long) &c;
89                 iocbp->aio_nbytes = sizeof(c);
90                 break;
91         default:
92                 printk(UM_KERN_ERR "Bogus op in do_aio - %d\n", type);
93                 return -EINVAL;
94         }
95
96         return (io_submit(ctx, 1, &iocbp) > 0) ? 0 : -errno;
97 }
98
99 /* Initialized in an initcall and unchanged thereafter */
100 static aio_context_t ctx = 0;
101
102 static int aio_thread(void *arg)
103 {
104         struct aio_thread_reply reply;
105         struct io_event event;
106         int err, n, reply_fd;
107
108         signal(SIGWINCH, SIG_IGN);
109
110         while (1) {
111                 n = io_getevents(ctx, 1, 1, &event, NULL);
112                 if (n < 0) {
113                         if (errno == EINTR)
114                                 continue;
115                         printk(UM_KERN_ERR "aio_thread - io_getevents failed, "
116                                "errno = %d\n", errno);
117                 }
118                 else {
119                         reply = ((struct aio_thread_reply)
120                                 { .data = (void *) (long) event.data,
121                                                 .err    = event.res });
122                         reply_fd = ((struct aio_context *) reply.data)->reply_fd;
123                         err = write(reply_fd, &reply, sizeof(reply));
124                         if (err != sizeof(reply))
125                                 printk(UM_KERN_ERR "aio_thread - write failed, "
126                                        "fd = %d, err = %d\n", reply_fd, errno);
127                 }
128         }
129         return 0;
130 }
131
132 #endif
133
134 static int do_not_aio(struct aio_thread_req *req)
135 {
136         char c;
137         unsigned long long actual;
138         int n;
139
140         actual = lseek64(req->io_fd, req->offset, SEEK_SET);
141         if (actual != req->offset)
142                 return -errno;
143
144         switch(req->type) {
145         case AIO_READ:
146                 n = read(req->io_fd, req->buf, req->len);
147                 break;
148         case AIO_WRITE:
149                 n = write(req->io_fd, req->buf, req->len);
150                 break;
151         case AIO_MMAP:
152                 n = read(req->io_fd, &c, sizeof(c));
153                 break;
154         default:
155                 printk(UM_KERN_ERR "do_not_aio - bad request type : %d\n",
156                        req->type);
157                 return -EINVAL;
158         }
159
160         if (n < 0)
161                 return -errno;
162         return 0;
163 }
164
165 /* These are initialized in initcalls and not changed */
166 static int aio_req_fd_r = -1;
167 static int aio_req_fd_w = -1;
168 static int aio_pid = -1;
169 static unsigned long aio_stack;
170
171 static int not_aio_thread(void *arg)
172 {
173         struct aio_thread_req req;
174         struct aio_thread_reply reply;
175         int err;
176
177         signal(SIGWINCH, SIG_IGN);
178         while (1) {
179                 err = read(aio_req_fd_r, &req, sizeof(req));
180                 if (err != sizeof(req)) {
181                         if (err < 0)
182                                 printk(UM_KERN_ERR "not_aio_thread - "
183                                        "read failed, fd = %d, err = %d\n",
184                                        aio_req_fd_r,
185                                        errno);
186                         else {
187                                 printk(UM_KERN_ERR "not_aio_thread - short "
188                                        "read, fd = %d, length = %d\n",
189                                        aio_req_fd_r, err);
190                         }
191                         continue;
192                 }
193                 err = do_not_aio(&req);
194                 reply = ((struct aio_thread_reply) { .data      = req.aio,
195                                                      .err       = err });
196                 err = write(req.aio->reply_fd, &reply, sizeof(reply));
197                 if (err != sizeof(reply))
198                         printk(UM_KERN_ERR "not_aio_thread - write failed, "
199                                "fd = %d, err = %d\n", req.aio->reply_fd, errno);
200         }
201
202         return 0;
203 }
204
205 static int init_aio_24(void)
206 {
207         int fds[2], err;
208
209         err = os_pipe(fds, 1, 1);
210         if (err)
211                 goto out;
212
213         aio_req_fd_w = fds[0];
214         aio_req_fd_r = fds[1];
215
216         err = os_set_fd_block(aio_req_fd_w, 0);
217         if (err)
218                 goto out_close_pipe;
219
220         err = run_helper_thread(not_aio_thread, NULL,
221                                 CLONE_FILES | CLONE_VM | SIGCHLD, &aio_stack);
222         if (err < 0)
223                 goto out_close_pipe;
224
225         aio_pid = err;
226         goto out;
227
228 out_close_pipe:
229         close(fds[0]);
230         close(fds[1]);
231         aio_req_fd_w = -1;
232         aio_req_fd_r = -1;
233 out:
234 #ifndef HAVE_AIO_ABI
235         printk(UM_KERN_INFO "/usr/include/linux/aio_abi.h not present during "
236                "build\n");
237 #endif
238         printk(UM_KERN_INFO "2.6 host AIO support not used - falling back to "
239                "I/O thread\n");
240         return 0;
241 }
242
243 #ifdef HAVE_AIO_ABI
244 #define DEFAULT_24_AIO 0
245 static int init_aio_26(void)
246 {
247         int err;
248
249         if (io_setup(256, &ctx)) {
250                 err = -errno;
251                 printk(UM_KERN_ERR "aio_thread failed to initialize context, "
252                        "err = %d\n", errno);
253                 return err;
254         }
255
256         err = run_helper_thread(aio_thread, NULL,
257                                 CLONE_FILES | CLONE_VM | SIGCHLD, &aio_stack);
258         if (err < 0)
259                 return err;
260
261         aio_pid = err;
262
263         printk(UM_KERN_INFO "Using 2.6 host AIO\n");
264         return 0;
265 }
266
267 static int submit_aio_26(enum aio_type type, int io_fd, char *buf, int len,
268                          unsigned long long offset, struct aio_context *aio)
269 {
270         struct aio_thread_reply reply;
271         int err;
272
273         err = do_aio(ctx, type, io_fd, buf, len, offset, aio);
274         if (err) {
275                 reply = ((struct aio_thread_reply) { .data = aio,
276                                          .err  = err });
277                 err = write(aio->reply_fd, &reply, sizeof(reply));
278                 if (err != sizeof(reply)) {
279                         err = -errno;
280                         printk(UM_KERN_ERR "submit_aio_26 - write failed, "
281                                "fd = %d, err = %d\n", aio->reply_fd, -err);
282                 }
283                 else err = 0;
284         }
285
286         return err;
287 }
288
289 #else
290 #define DEFAULT_24_AIO 1
291 static int init_aio_26(void)
292 {
293         return -ENOSYS;
294 }
295
296 static int submit_aio_26(enum aio_type type, int io_fd, char *buf, int len,
297                          unsigned long long offset, struct aio_context *aio)
298 {
299         return -ENOSYS;
300 }
301 #endif
302
303 /* Initialized in an initcall and unchanged thereafter */
304 static int aio_24 = DEFAULT_24_AIO;
305
306 static int __init set_aio_24(char *name, int *add)
307 {
308         aio_24 = 1;
309         return 0;
310 }
311
312 __uml_setup("aio=2.4", set_aio_24,
313 "aio=2.4\n"
314 "    This is used to force UML to use 2.4-style AIO even when 2.6 AIO is\n"
315 "    available.  2.4 AIO is a single thread that handles one request at a\n"
316 "    time, synchronously.  2.6 AIO is a thread which uses the 2.6 AIO \n"
317 "    interface to handle an arbitrary number of pending requests.  2.6 AIO \n"
318 "    is not available in tt mode, on 2.4 hosts, or when UML is built with\n"
319 "    /usr/include/linux/aio_abi.h not available.  Many distributions don't\n"
320 "    include aio_abi.h, so you will need to copy it from a kernel tree to\n"
321 "    your /usr/include/linux in order to build an AIO-capable UML\n\n"
322 );
323
324 static int init_aio(void)
325 {
326         int err;
327
328         if (!aio_24) {
329                 err = init_aio_26();
330                 if (err && (errno == ENOSYS)) {
331                         printk(UM_KERN_INFO "2.6 AIO not supported on the "
332                                "host - reverting to 2.4 AIO\n");
333                         aio_24 = 1;
334                 }
335                 else return err;
336         }
337
338         if (aio_24)
339                 return init_aio_24();
340
341         return 0;
342 }
343
344 /*
345  * The reason for the __initcall/__uml_exitcall asymmetry is that init_aio
346  * needs to be called when the kernel is running because it calls run_helper,
347  * which needs get_free_page.  exit_aio is a __uml_exitcall because the generic
348  * kernel does not run __exitcalls on shutdown, and can't because many of them
349  * break when called outside of module unloading.
350  */
351 __initcall(init_aio);
352
353 static void exit_aio(void)
354 {
355         if (aio_pid != -1) {
356                 os_kill_process(aio_pid, 1);
357                 free_stack(aio_stack, 0);
358         }
359 }
360
361 __uml_exitcall(exit_aio);
362
363 static int submit_aio_24(enum aio_type type, int io_fd, char *buf, int len,
364                          unsigned long long offset, struct aio_context *aio)
365 {
366         struct aio_thread_req req = { .type             = type,
367                                       .io_fd            = io_fd,
368                                       .offset           = offset,
369                                       .buf              = buf,
370                                       .len              = len,
371                                       .aio              = aio,
372         };
373         int err;
374
375         err = write(aio_req_fd_w, &req, sizeof(req));
376         if (err == sizeof(req))
377                 err = 0;
378         else err = -errno;
379
380         return err;
381 }
382
383 int submit_aio(enum aio_type type, int io_fd, char *buf, int len,
384                unsigned long long offset, int reply_fd,
385                struct aio_context *aio)
386 {
387         aio->reply_fd = reply_fd;
388         if (aio_24)
389                 return submit_aio_24(type, io_fd, buf, len, offset, aio);
390         else
391                 return submit_aio_26(type, io_fd, buf, len, offset, aio);
392 }