ucw/fb-mmap.c

   1 /*
   2  *      UCW Library -- Fast Buffered I/O on Memory-Mapped Files
   3  *
   4  *      (c) 2002 Martin Mares <mj@ucw.cz>
   5  *
   6  *      This software may be freely distributed and used according to the terms
   7  *      of the GNU Lesser General Public License.
   8  */
   9
  10 #undef LOCAL_DEBUG
  11
  12 #include "ucw/lib.h"
  13 #include "ucw/fastbuf.h"
  14 #include "ucw/lfs.h"
  15 #include "ucw/conf.h"
  16
  17 #include <string.h>
  18 #include <fcntl.h>
  19 #include <unistd.h>
  20 #include <sys/mman.h>
  21
  22 static uns mmap_window_size = 16*CPU_PAGE_SIZE;
  23 static uns mmap_extend_size = 4*CPU_PAGE_SIZE;
  24
  25 #ifndef TEST
  26 static struct cf_section fbmm_config = {
  27   CF_ITEMS {
  28     CF_UNS("WindowSize", &mmap_window_size),
  29     CF_UNS("ExtendSize", &mmap_extend_size),
  30     CF_END
  31   }
  32 };
  33
  34 static void CONSTRUCTOR fbmm_init_config(void)
  35 {
  36   cf_declare_section("FBMMap", &fbmm_config, 0);
  37 }
  38 #endif
  39
  40 struct fb_mmap {
  41   struct fastbuf fb;
  42   int fd;
  43   int is_temp_file;
  44   ucw_off_t file_size;
  45   ucw_off_t file_extend;
  46   ucw_off_t window_pos;
  47   uns window_size;
  48   int mode;
  49 };
  50 #define FB_MMAP(f) ((struct fb_mmap *)(f)->is_fastbuf)
  51
  52 static void
  53 bfmm_map_window(struct fastbuf *f)
  54 {
  55   struct fb_mmap *F = FB_MMAP(f);
  56   ucw_off_t pos0 = f->pos & ~(ucw_off_t)(CPU_PAGE_SIZE-1);
  57   int l = MIN((ucw_off_t)mmap_window_size, F->file_extend - pos0);
  58   uns ll = ALIGN_TO(l, CPU_PAGE_SIZE);
  59   int prot = ((F->mode & O_ACCMODE) == O_RDONLY) ? PROT_READ : (PROT_READ | PROT_WRITE);
  60
  61   DBG(" ... Mapping %x(%x)+%x(%x) len=%x extend=%x", (int)pos0, (int)f->pos, ll, l, (int)F->file_size, (int)F->file_extend);
  62   if (ll != F->window_size && f->buffer)
  63     {
  64       munmap(f->buffer, F->window_size);
  65       f->buffer = NULL;
  66     }
  67   F->window_size = ll;
  68   if (!f->buffer)
  69     f->buffer = ucw_mmap(NULL, ll, prot, MAP_SHARED, F->fd, pos0);
  70   else
  71     f->buffer = ucw_mmap(f->buffer, ll, prot, MAP_SHARED | MAP_FIXED, F->fd, pos0);
  72   if (f->buffer == (byte *) MAP_FAILED)
  73     die("mmap(%s): %m", f->name);
  74 #ifdef MADV_SEQUENTIAL
  75   if (ll > CPU_PAGE_SIZE)
  76     madvise(f->buffer, ll, MADV_SEQUENTIAL);
  77 #endif
  78   f->bufend = f->buffer + l;
  79   f->bptr = f->buffer + (f->pos - pos0);
  80   F->window_pos = pos0;
  81 }
  82
  83 static int
  84 bfmm_refill(struct fastbuf *f)
  85 {
  86   struct fb_mmap *F = FB_MMAP(f);
  87
  88   DBG("Refill <- %p %p %p %p", f->buffer, f->bptr, f->bstop, f->bufend);
  89   if (f->pos >= F->file_size)
  90     return 0;
  91   if (f->bstop >= f->bufend)
  92     bfmm_map_window(f);
  93   if (F->window_pos + (f->bufend - f->buffer) > F->file_size)
  94     f->bstop = f->buffer + (F->file_size - F->window_pos);
  95   else
  96     f->bstop = f->bufend;
  97   f->pos = F->window_pos + (f->bstop - f->buffer);
  98   DBG(" -> %p %p %p(%x) %p", f->buffer, f->bptr, f->bstop, (int)f->pos, f->bufend);
  99   return 1;
 100 }
 101
 102 static void
 103 bfmm_spout(struct fastbuf *f)
 104 {
 105   struct fb_mmap *F = FB_MMAP(f);
 106   ucw_off_t end = f->pos + (f->bptr - f->bstop);
 107
 108   DBG("Spout <- %p %p %p %p", f->buffer, f->bptr, f->bstop, f->bufend);
 109   if (end > F->file_size)
 110     F->file_size = end;
 111   if (f->bptr < f->bufend)
 112     return;
 113   f->pos = end;
 114   if (f->pos >= F->file_extend)
 115     {
 116       F->file_extend = ALIGN_TO(F->file_extend + mmap_extend_size, (ucw_off_t)CPU_PAGE_SIZE);
 117       if (ucw_ftruncate(F->fd, F->file_extend))
 118         die("ftruncate(%s): %m", f->name);
 119     }
 120   bfmm_map_window(f);
 121   f->bstop = f->bptr;
 122   DBG(" -> %p %p %p(%x) %p", f->buffer, f->bptr, f->bstop, (int)f->pos, f->bufend);
 123 }
 124
 125 static int
 126 bfmm_seek(struct fastbuf *f, ucw_off_t pos, int whence)
 127 {
 128   if (whence == SEEK_END)
 129     pos += FB_MMAP(f)->file_size;
 130   else
 131     ASSERT(whence == SEEK_SET);
 132   ASSERT(pos >= 0 && pos <= FB_MMAP(f)->file_size);
 133   f->pos = pos;
 134   f->bptr = f->bstop = f->bufend = f->buffer;   /* force refill/spout call */
 135   DBG("Seek -> %p %p %p(%x) %p", f->buffer, f->bptr, f->bstop, (int)f->pos, f->bufend);
 136   return 1;
 137 }
 138
 139 static void
 140 bfmm_close(struct fastbuf *f)
 141 {
 142   struct fb_mmap *F = FB_MMAP(f);
 143
 144   if (f->buffer)
 145     munmap(f->buffer, F->window_size);
 146   if (F->file_extend > F->file_size &&
 147       ucw_ftruncate(F->fd, F->file_size))
 148     die("ftruncate(%s): %m", f->name);
 149   bclose_file_helper(f, F->fd, F->is_temp_file);
 150   xfree(f);
 151 }
 152
 153 static int
 154 bfmm_config(struct fastbuf *f, uns item, int value)
 155 {
 156   int orig;
 157
 158   switch (item)
 159     {
 160     case BCONFIG_IS_TEMP_FILE:
 161       orig = FB_MMAP(f)->is_temp_file;
 162       FB_MMAP(f)->is_temp_file = value;
 163       return orig;
 164     default:
 165       return -1;
 166     }
 167 }
 168
 169 struct fastbuf *
 170 bfmmopen_internal(int fd, const char *name, uns mode)
 171 {
 172   int namelen = strlen(name) + 1;
 173   struct fb_mmap *F = xmalloc(sizeof(struct fb_mmap) + namelen);
 174   struct fastbuf *f = &F->fb;
 175
 176   bzero(F, sizeof(*F));
 177   f->name = (byte *)(F+1);
 178   memcpy(f->name, name, namelen);
 179   F->fd = fd;
 180   F->file_extend = F->file_size = ucw_seek(fd, 0, SEEK_END);
 181   if (F->file_size < 0)
 182     die("seek(%s): %m", name);
 183   if (mode & O_APPEND)
 184     f->pos = F->file_size;
 185   F->mode = mode;
 186
 187   f->refill = bfmm_refill;
 188   f->spout = bfmm_spout;
 189   f->seek = bfmm_seek;
 190   f->close = bfmm_close;
 191   f->config = bfmm_config;
 192   return f;
 193 }
 194
 195 #ifdef TEST
 196
 197 int main(int UNUSED argc, char **argv)
 198 {
 199   struct fb_params par = { .type = FB_MMAP };
 200   struct fastbuf *f = bopen_file(argv[1], O_RDONLY, &par);
 201   struct fastbuf *g = bopen_file(argv[2], O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, &par);
 202   int c;
 203
 204   DBG("Copying");
 205   while ((c = bgetc(f)) >= 0)
 206     bputc(g, c);
 207   bclose(f);
 208   DBG("Seek inside last block");
 209   bsetpos(g, btell(g)-1333);
 210   bputc(g, 13);
 211   DBG("Seek to the beginning & write");
 212   bsetpos(g, 1333);
 213   bputc(g, 13);
 214   DBG("flush");
 215   bflush(g);
 216   bputc(g, 13);
 217   bflush(g);
 218   DBG("Seek nearby & read");
 219   bsetpos(g, 133);
 220   bgetc(g);
 221   DBG("Seek far & read");
 222   bsetpos(g, 133333);
 223   bgetc(g);
 224   DBG("Closing");
 225   bclose(g);
 226
 227   return 0;
 228 }
 229
 230 #endif