ClickHouse/dbms/src/IO/WriteBufferAIO.cpp

375 lines
13 KiB
C++
Raw Normal View History

#include <DB/IO/WriteBufferAIO.h>
#include <DB/Common/ProfileEvents.h>
#include <DB/Core/ErrorCodes.h>
#include <limits>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
namespace DB
{
/// Примечание: выделяется дополнительная страница, которая содежрит те данные, которые
/// не влезают в основной буфер.
WriteBufferAIO::WriteBufferAIO(const std::string & filename_, size_t buffer_size_, int flags_, mode_t mode_,
char * existing_memory_)
: WriteBufferFromFileBase(buffer_size_ + DEFAULT_AIO_FILE_BLOCK_SIZE, existing_memory_, DEFAULT_AIO_FILE_BLOCK_SIZE),
flush_buffer(BufferWithOwnMemory<WriteBuffer>(this->memory.size(), nullptr, DEFAULT_AIO_FILE_BLOCK_SIZE)),
filename(filename_)
{
/// Исправить информацию о размере буферов, чтобы дополнительные страницы не касались базового класса BufferBase.
this->buffer().resize(this->buffer().size() - DEFAULT_AIO_FILE_BLOCK_SIZE);
this->internalBuffer().resize(this->internalBuffer().size() - DEFAULT_AIO_FILE_BLOCK_SIZE);
flush_buffer.buffer().resize(this->buffer().size() - DEFAULT_AIO_FILE_BLOCK_SIZE);
flush_buffer.internalBuffer().resize(this->internalBuffer().size() - DEFAULT_AIO_FILE_BLOCK_SIZE);
ProfileEvents::increment(ProfileEvents::FileOpen);
int open_flags = (flags_ == -1) ? (O_WRONLY | O_TRUNC | O_CREAT) : flags_;
open_flags |= O_DIRECT;
fd = ::open(filename.c_str(), open_flags, mode_);
if (fd == -1)
{
auto error_code = (errno == ENOENT) ? ErrorCodes::FILE_DOESNT_EXIST : ErrorCodes::CANNOT_OPEN_FILE;
throwFromErrno("Cannot open file " + filename, error_code);
}
ProfileEvents::increment(ProfileEvents::FileOpen);
fd2 = ::open(filename.c_str(), O_RDONLY, mode_);
if (fd2 == -1)
{
auto error_code = (errno == ENOENT) ? ErrorCodes::FILE_DOESNT_EXIST : ErrorCodes::CANNOT_OPEN_FILE;
throwFromErrno("Cannot open file " + filename, error_code);
}
::memset(&request, 0, sizeof(request));
}
WriteBufferAIO::~WriteBufferAIO()
{
if (!aio_failed)
{
try
{
flush();
}
catch (...)
{
tryLogCurrentException(__PRETTY_FUNCTION__);
}
}
if (fd != -1)
::close(fd);
if (fd2 != -1)
::close(fd2);
}
off_t WriteBufferAIO::getPositionInFile()
{
return seek(0, SEEK_CUR);
}
void WriteBufferAIO::truncate(off_t length)
{
flush();
int res = ::ftruncate(fd, length);
if (res == -1)
throwFromErrno("Cannot truncate file " + filename, ErrorCodes::CANNOT_TRUNCATE_FILE);
}
void WriteBufferAIO::sync()
{
flush();
/// Попросим ОС сбросить данные на диск.
int res = ::fsync(fd);
if (res == -1)
throwFromErrno("Cannot fsync " + getFileName(), ErrorCodes::CANNOT_FSYNC);
}
void WriteBufferAIO::nextImpl()
{
if (!offset())
return;
if (waitForAIOCompletion())
finalize();
/// Создать запрос на асинхронную запись.
prepare();
request.aio_lio_opcode = IOCB_CMD_PWRITE;
request.aio_fildes = fd;
request.aio_buf = reinterpret_cast<UInt64>(buffer_begin);
request.aio_nbytes = region_aligned_size;
request.aio_offset = region_aligned_begin;
/// Отправить запрос.
while (io_submit(aio_context.ctx, request_ptrs.size(), &request_ptrs[0]) < 0)
{
if (errno != EINTR)
{
aio_failed = true;
throw Exception("Cannot submit request for asynchronous IO on file " + filename, ErrorCodes::AIO_SUBMIT_ERROR);
}
}
is_pending_write = true;
}
off_t WriteBufferAIO::doSeek(off_t off, int whence)
{
flush();
if (whence == SEEK_SET)
{
if (off < 0)
throw Exception("SEEK_SET underflow", ErrorCodes::ARGUMENT_OUT_OF_BOUND);
pos_in_file = off;
}
else if (whence == SEEK_CUR)
{
if (off >= 0)
{
if (off > (std::numeric_limits<off_t>::max() - pos_in_file))
throw Exception("SEEK_CUR overflow", ErrorCodes::ARGUMENT_OUT_OF_BOUND);
}
else if (off < -pos_in_file)
throw Exception("SEEK_CUR underflow", ErrorCodes::ARGUMENT_OUT_OF_BOUND);
pos_in_file += off;
}
else
throw Exception("WriteBufferAIO::seek expects SEEK_SET or SEEK_CUR as whence", ErrorCodes::ARGUMENT_OUT_OF_BOUND);
if (pos_in_file > max_pos_in_file)
max_pos_in_file = pos_in_file;
return pos_in_file;
}
void WriteBufferAIO::flush()
{
next();
if (waitForAIOCompletion())
finalize();
}
bool WriteBufferAIO::waitForAIOCompletion()
{
if (!is_pending_write)
return false;
while (io_getevents(aio_context.ctx, events.size(), events.size(), &events[0], nullptr) < 0)
{
if (errno != EINTR)
{
aio_failed = true;
throw Exception("Failed to wait for asynchronous IO completion on file " + filename, ErrorCodes::AIO_COMPLETION_ERROR);
}
}
is_pending_write = false;
bytes_written = events[0].res;
return true;
}
void WriteBufferAIO::prepare()
{
/// Менять местами основной и дублирующий буферы.
buffer().swap(flush_buffer.buffer());
std::swap(position(), flush_buffer.position());
truncation_count = 0;
/*
Страница на диске или в памяти
начальный адрес (начальная позиция в случае диска) кратен DEFAULT_AIO_FILE_BLOCK_SIZE
:
:
+---------------+
| |
| |
| |
| |
| |
| |
+---------------+
<--------------->
:
:
DEFAULT_AIO_FILE_BLOCK_SIZE
*/
/*
Представление данных на диске
XXX : данные, которые хотим записать
ZZZ : данные, которые уже на диске или нули, если отсутствуют данные
region_aligned_begin region_aligned_end
: region_begin region_end :
: : : :
: : : :
+---:-----------+---------------+---------------+---------------+--:------------+
| : | | | | : |
| +-----------+---------------+---------------+---------------+--+ |
|ZZZ|XXXXXXXXXXX|XXXXXXXXXXXXXXX|XXXXXXXXXXXXXXX|XXXXXXXXXXXXXXX|XX|ZZZZZZZZZZZZ|
|ZZZ|XXXXXXXXXXX|XXXXXXXXXXXXXXX|XXXXXXXXXXXXXXX|XXXXXXXXXXXXXXX|XX|ZZZZZZZZZZZZ|
| +-----------+---------------+---------------+---------------+--+ |
| | | | | |
+---------------+---------------+---------------+---------------+---------------+
<--><--------------------------------------------------------------><----------->
: : :
: : :
region_left_padding region_size region_right_padding
<------------------------------------------------------------------------------->
:
:
region_aligned_size
*/
/// Регион диска, в который хотим записать данные.
const off_t region_begin = pos_in_file;
if ((flush_buffer.offset() > std::numeric_limits<off_t>::max()) ||
(pos_in_file > (std::numeric_limits<off_t>::max() - static_cast<off_t>(flush_buffer.offset()))))
throw Exception("An overflow occurred during file operation", ErrorCodes::LOGICAL_ERROR);
const off_t region_end = pos_in_file + flush_buffer.offset();
const size_t region_size = region_end - region_begin;
/// Выровненный регион диска, в который хотим записать данные.
const size_t region_left_padding = region_begin % DEFAULT_AIO_FILE_BLOCK_SIZE;
const size_t region_right_padding = (DEFAULT_AIO_FILE_BLOCK_SIZE - (region_end % DEFAULT_AIO_FILE_BLOCK_SIZE)) % DEFAULT_AIO_FILE_BLOCK_SIZE;
region_aligned_begin = region_begin - region_left_padding;
if (region_end > (std::numeric_limits<off_t>::max() - static_cast<off_t>(region_right_padding)))
throw Exception("An overflow occurred during file operation", ErrorCodes::LOGICAL_ERROR);
const off_t region_aligned_end = region_end + region_right_padding;
region_aligned_size = region_aligned_end - region_aligned_begin;
bytes_to_write = region_aligned_size;
/*
Представление данных в буфере до обработки
XXX : данные, которые хотим записать
buffer_begin buffer_end
: :
: :
+---------------+---------------+---------------+-------------:-+
| | | | : |
+---------------+---------------+---------------+-------------+ |
|XXXXXXXXXXXXXXX|XXXXXXXXXXXXXXX|XXXXXXXXXXXXXXX|XXXXXXXXXXXXX| |
|XXXXXXXXXXXXXXX|XXXXXXXXXXXXXXX|XXXXXXXXXXXXXXX|XXXXXXXXXXXXX| |
+---------------+---------------+---------------+-------------+ |
| | | | |
+---------------+---------------+---------------+---------------+
<------------------------------------------------------------->
:
:
buffer_size
*/
/// Буфер данных, которые хотим записать на диск.
buffer_begin = flush_buffer.buffer().begin();
Position buffer_end = buffer_begin + region_size;
size_t buffer_size = buffer_end - buffer_begin;
/// Обработать буфер, чтобы он отражал структуру региона диска.
/*
Представление данных в буфере после обработки
XXX : данные, которые хотим записать
ZZZ : данные из диска или нули, если отсутствуют данные
buffer_begin buffer_end дополнительная страница
: : :
: : :
+---:-----------+---------------+---------------+---------------+--:------------+
| | | | | : |
| +-----------+---------------+---------------+---------------+--+ |
|ZZZ|XXXXXXXXXXX|XXXXXXXXXXXXXXX|XXXXXXXXXXXXXXX|XXXXXXXXXXXXXXX|XX|ZZZZZZZZZZZZ|
|ZZZ|XXXXXXXXXXX|XXXXXXXXXXXXXXX|XXXXXXXXXXXXXXX|XXXXXXXXXXXXXXX|XX|ZZZZZZZZZZZZ|
| +-----------+---------------+---------------+---------------+--+ |
| | | | | |
+---------------+---------------+---------------+---------------+---------------+
<--><--------------------------------------------------------------><----------->
: : :
: : :
region_left_padding region_size region_right_padding
<------------------------------------------------------------------------------->
:
:
region_aligned_size
*/
if (region_left_padding > 0)
{
/// Сдвинуть данные буфера вправо. Дополнить начало буфера данными из диска.
buffer_size += region_left_padding;
buffer_end = buffer_begin + buffer_size;
::memmove(buffer_begin + region_left_padding, buffer_begin, buffer_size - region_left_padding);
ssize_t read_count = ::pread(fd2, buffer_begin, region_left_padding, region_aligned_begin);
if (read_count < 0)
throw Exception("Read error", ErrorCodes::AIO_READ_ERROR);
::memset(buffer_begin + read_count, 0, region_left_padding - read_count);
}
if (region_right_padding > 0)
{
/// Дополнить конец буфера данными из диска.
ssize_t read_count = ::pread(fd2, buffer_end, region_right_padding, region_end);
if (read_count < 0)
throw Exception("Read error", ErrorCodes::AIO_READ_ERROR);
truncation_count = region_right_padding - read_count;
::memset(buffer_end + read_count, 0, truncation_count);
}
}
void WriteBufferAIO::finalize()
{
if (bytes_written < bytes_to_write)
throw Exception("Asynchronous write error on file " + filename, ErrorCodes::AIO_WRITE_ERROR);
bytes_written -= truncation_count;
off_t pos_offset = bytes_written - (pos_in_file - request.aio_offset);
if (pos_in_file > (std::numeric_limits<off_t>::max() - pos_offset))
throw Exception("An overflow occurred during file operation", ErrorCodes::LOGICAL_ERROR);
pos_in_file += pos_offset;
if (pos_in_file > max_pos_in_file)
max_pos_in_file = pos_in_file;
if (truncation_count > 0)
{
/// Укоротить файл, чтобы удалить из него излишние нули.
int res = ::ftruncate(fd, max_pos_in_file);
if (res == -1)
throwFromErrno("Cannot truncate file " + filename, ErrorCodes::CANNOT_TRUNCATE_FILE);
}
}
}