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