fio.c

   1 /*
   2  * fio - the flexible io tester
   3  *
   4  * Copyright (C) 2005 Jens Axboe <axboe@suse.de>
   5  *
   6  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  *  (at your option) any later version.
  10  *
  11  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  *  GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  18  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  19  *
  20  */
  21 #include <stdio.h>
  22 #include <stdlib.h>
  23 #include <unistd.h>
  24 #include <fcntl.h>
  25 #include <string.h>
  26 #include <errno.h>
  27 #include <signal.h>
  28 #include <time.h>
  29 #include <math.h>
  30 #include <assert.h>
  31 #include <pthread.h>
  32 #include <dirent.h>
  33 #include <libgen.h>
  34 #include <sys/types.h>
  35 #include <sys/stat.h>
  36 #include <sys/wait.h>
  37 #include <sys/ipc.h>
  38 #include <sys/shm.h>
  39 #include <sys/ioctl.h>
  40 #include <sys/mman.h>
  41 #include <asm/unistd.h>
  42
  43 #include "fio.h"
  44
  45 #define MASK    (4095)
  46
  47 #define ALIGN(buf)      (char *) (((unsigned long) (buf) + MASK) & ~(MASK))
  48
  49 int groupid = 0;
  50 int thread_number = 0;
  51 char run_str[MAX_JOBS + 1];
  52 int shm_id = 0;
  53 static LIST_HEAD(disk_list);
  54
  55 static void update_io_ticks(void);
  56 static void disk_util_timer_arm(void);
  57
  58 /*
  59  * thread life cycle
  60  */
  61 enum {
  62         TD_NOT_CREATED = 0,
  63         TD_CREATED,
  64         TD_RUNNING,
  65         TD_VERIFYING,
  66         TD_EXITED,
  67         TD_REAPED,
  68 };
  69
  70 /*
  71  * The io unit
  72  */
  73 struct io_u {
  74         struct iocb iocb;
  75         struct timeval start_time;
  76         struct timeval issue_time;
  77
  78         char *buf;
  79         unsigned int buflen;
  80         unsigned long long offset;
  81
  82         struct list_head list;
  83 };
  84
  85 #define should_fsync(td)        (td_write(td) && !(td)->odirect)
  86
  87 static sem_t startup_sem;
  88
  89 #define TERMINATE_ALL           (-1)
  90
  91 static void terminate_threads(int groupid)
  92 {
  93         int i;
  94
  95         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
  96                 struct thread_data *td = &threads[i];
  97
  98                 if (groupid == TERMINATE_ALL || groupid == td->groupid) {
  99                         td->terminate = 1;
 100                         td->start_delay = 0;
 101                 }
 102         }
 103 }
 104
 105 static void sig_handler(int sig)
 106 {
 107         switch (sig) {
 108                 case SIGALRM:
 109                         update_io_ticks();
 110                         disk_util_timer_arm();
 111                         break;
 112                 default:
 113                         printf("\nfio: terminating on signal\n");
 114                         fflush(stdout);
 115                         terminate_threads(TERMINATE_ALL);
 116                         break;
 117         }
 118 }
 119
 120 static unsigned long utime_since(struct timeval *s, struct timeval *e)
 121 {
 122         double sec, usec;
 123
 124         sec = e->tv_sec - s->tv_sec;
 125         usec = e->tv_usec - s->tv_usec;
 126         if (sec > 0 && usec < 0) {
 127                 sec--;
 128                 usec += 1000000;
 129         }
 130
 131         sec *= (double) 1000000;
 132
 133         return sec + usec;
 134 }
 135
 136 static unsigned long utime_since_now(struct timeval *s)
 137 {
 138         struct timeval t;
 139
 140         gettimeofday(&t, NULL);
 141         return utime_since(s, &t);
 142 }
 143
 144 static unsigned long mtime_since(struct timeval *s, struct timeval *e)
 145 {
 146         double sec, usec;
 147
 148         sec = e->tv_sec - s->tv_sec;
 149         usec = e->tv_usec - s->tv_usec;
 150         if (sec > 0 && usec < 0) {
 151                 sec--;
 152                 usec += 1000000;
 153         }
 154
 155         sec *= (double) 1000;
 156         usec /= (double) 1000;
 157
 158         return sec + usec;
 159 }
 160
 161 static unsigned long mtime_since_now(struct timeval *s)
 162 {
 163         struct timeval t;
 164
 165         gettimeofday(&t, NULL);
 166         return mtime_since(s, &t);
 167 }
 168
 169 static inline unsigned long msec_now(struct timeval *s)
 170 {
 171         return s->tv_sec * 1000 + s->tv_usec / 1000;
 172 }
 173
 174 static int random_map_free(struct thread_data *td, unsigned long long block)
 175 {
 176         unsigned int idx = RAND_MAP_IDX(td, block);
 177         unsigned int bit = RAND_MAP_BIT(td, block);
 178
 179         return (td->file_map[idx] & (1UL << bit)) == 0;
 180 }
 181
 182 static int get_next_free_block(struct thread_data *td, unsigned long long *b)
 183 {
 184         int i;
 185
 186         *b = 0;
 187         i = 0;
 188         while ((*b) * td->min_bs < td->io_size) {
 189                 if (td->file_map[i] != -1UL) {
 190                         *b += ffz(td->file_map[i]);
 191                         return 0;
 192                 }
 193
 194                 *b += BLOCKS_PER_MAP;
 195                 i++;
 196         }
 197
 198         return 1;
 199 }
 200
 201 static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 202 {
 203         unsigned long block = io_u->offset / td->min_bs;
 204         unsigned int blocks = 0;
 205
 206         while (blocks < (io_u->buflen / td->min_bs)) {
 207                 int idx, bit;
 208
 209                 if (!random_map_free(td, block))
 210                         break;
 211
 212                 idx = RAND_MAP_IDX(td, block);
 213                 bit = RAND_MAP_BIT(td, block);
 214
 215                 assert(idx < td->num_maps);
 216
 217                 td->file_map[idx] |= (1UL << bit);
 218                 block++;
 219                 blocks++;
 220         }
 221
 222         if ((blocks * td->min_bs) < io_u->buflen)
 223                 io_u->buflen = blocks * td->min_bs;
 224 }
 225
 226 static int get_next_offset(struct thread_data *td, unsigned long long *offset)
 227 {
 228         unsigned long long b, rb;
 229         long r;
 230
 231         if (!td->sequential) {
 232                 unsigned long max_blocks = td->io_size / td->min_bs;
 233                 int loops = 50;
 234
 235                 do {
 236                         lrand48_r(&td->random_state, &r);
 237                         b = ((max_blocks - 1) * r / (RAND_MAX+1.0));
 238                         rb = b + (td->file_offset / td->min_bs);
 239                         loops--;
 240                 } while (!random_map_free(td, rb) && loops);
 241
 242                 if (!loops) {
 243                         if (get_next_free_block(td, &b))
 244                                 return 1;
 245                 }
 246         } else
 247                 b = td->last_bytes / td->min_bs;
 248
 249         *offset = (b * td->min_bs) + td->file_offset;
 250         if (*offset > td->file_size)
 251                 return 1;
 252
 253         return 0;
 254 }
 255
 256 static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td)
 257 {
 258         unsigned int buflen;
 259         long r;
 260
 261         if (td->min_bs == td->max_bs)
 262                 buflen = td->min_bs;
 263         else {
 264                 lrand48_r(&td->bsrange_state, &r);
 265                 buflen = (1 + (double) (td->max_bs - 1) * r / (RAND_MAX + 1.0));
 266                 buflen = (buflen + td->min_bs - 1) & ~(td->min_bs - 1);
 267         }
 268
 269         if (buflen > td->io_size - td->this_io_bytes)
 270                 buflen = td->io_size - td->this_io_bytes;
 271
 272         return buflen;
 273 }
 274
 275 static inline void add_stat_sample(struct thread_data *td, struct io_stat *is,
 276                                    unsigned long val)
 277 {
 278         if (val > is->max_val)
 279                 is->max_val = val;
 280         if (val < is->min_val)
 281                 is->min_val = val;
 282
 283         is->val += val;
 284         is->val_sq += val * val;
 285         is->samples++;
 286 }
 287
 288 static void add_log_sample(struct thread_data *td, struct io_log *log,
 289                            unsigned long val)
 290 {
 291         if (log->nr_samples == log->max_samples) {
 292                 int new_size = sizeof(struct io_sample) * log->max_samples * 2;
 293
 294                 log->log = realloc(log->log, new_size);
 295                 log->max_samples <<= 1;
 296         }
 297
 298         log->log[log->nr_samples].val = val;
 299         log->log[log->nr_samples].time = mtime_since_now(&td->start);
 300         log->nr_samples++;
 301 }
 302
 303 static void add_clat_sample(struct thread_data *td, unsigned long msec)
 304 {
 305         add_stat_sample(td, &td->clat_stat, msec);
 306
 307         if (td->lat_log)
 308                 add_log_sample(td, td->lat_log, msec);
 309 }
 310
 311 static void add_slat_sample(struct thread_data *td, unsigned long msec)
 312 {
 313         add_stat_sample(td, &td->slat_stat, msec);
 314 }
 315
 316 static void add_bw_sample(struct thread_data *td)
 317 {
 318         unsigned long spent = mtime_since_now(&td->stat_sample_time);
 319         unsigned long rate;
 320
 321         if (spent < td->bw_avg_time)
 322                 return;
 323
 324         rate = (td->this_io_bytes - td->stat_io_bytes) / spent;
 325         add_stat_sample(td, &td->bw_stat, rate);
 326
 327         if (td->bw_log)
 328                 add_log_sample(td, td->bw_log, rate);
 329
 330         gettimeofday(&td->stat_sample_time, NULL);
 331         td->stat_io_bytes = td->this_io_bytes;
 332 }
 333
 334 /*
 335  * busy looping version for the last few usec
 336  */
 337 static void __usec_sleep(int usec)
 338 {
 339         struct timeval start;
 340
 341         gettimeofday(&start, NULL);
 342         while (utime_since_now(&start) < usec)
 343                 nop;
 344 }
 345
 346 static void usec_sleep(struct thread_data *td, unsigned long usec)
 347 {
 348         struct timespec req, rem;
 349
 350         req.tv_sec = usec / 1000000;
 351         req.tv_nsec = usec * 1000 - req.tv_sec * 1000000;
 352
 353         do {
 354                 if (usec < 5000) {
 355                         __usec_sleep(usec);
 356                         break;
 357                 }
 358
 359                 rem.tv_sec = rem.tv_nsec = 0;
 360                 if (nanosleep(&req, &rem) < 0)
 361                         break;
 362
 363                 if ((rem.tv_sec + rem.tv_nsec) == 0)
 364                         break;
 365
 366                 req.tv_nsec = rem.tv_nsec;
 367                 req.tv_sec = rem.tv_sec;
 368
 369                 usec = rem.tv_sec * 1000000 + rem.tv_nsec / 1000;
 370         } while (!td->terminate);
 371 }
 372
 373 static void rate_throttle(struct thread_data *td, unsigned long time_spent,
 374                           unsigned int bytes)
 375 {
 376         unsigned long usec_cycle;
 377
 378         if (!td->rate)
 379                 return;
 380
 381         usec_cycle = td->rate_usec_cycle * (bytes / td->min_bs);
 382
 383         if (time_spent < usec_cycle) {
 384                 unsigned long s = usec_cycle - time_spent;
 385
 386                 td->rate_pending_usleep += s;
 387                 if (td->rate_pending_usleep >= 100000) {
 388                         usec_sleep(td, td->rate_pending_usleep);
 389                         td->rate_pending_usleep = 0;
 390                 }
 391         } else {
 392                 long overtime = time_spent - usec_cycle;
 393
 394                 td->rate_pending_usleep -= overtime;
 395         }
 396 }
 397
 398 static int check_min_rate(struct thread_data *td, struct timeval *now)
 399 {
 400         unsigned long spent;
 401         unsigned long rate;
 402
 403         /*
 404          * allow a 2 second settle period in the beginning
 405          */
 406         if (mtime_since(&td->start, now) < 2000)
 407                 return 0;
 408
 409         /*
 410          * if rate blocks is set, sample is running
 411          */
 412         if (td->rate_bytes) {
 413                 spent = mtime_since(&td->lastrate, now);
 414                 if (spent < td->ratecycle)
 415                         return 0;
 416
 417                 rate = (td->this_io_bytes - td->rate_bytes) / spent;
 418                 if (rate < td->ratemin) {
 419                         printf("Client%d: min rate %d not met, got %ldKiB/sec\n", td->thread_number, td->ratemin, rate);
 420                         if (rate_quit)
 421                                 terminate_threads(td->groupid);
 422                         return 1;
 423                 }
 424         }
 425
 426         td->rate_bytes = td->this_io_bytes;
 427         memcpy(&td->lastrate, now, sizeof(*now));
 428         return 0;
 429 }
 430
 431 static inline int runtime_exceeded(struct thread_data *td, struct timeval *t)
 432 {
 433         if (!td->timeout)
 434                 return 0;
 435         if (mtime_since(&td->start, t) >= td->timeout * 1000)
 436                 return 1;
 437
 438         return 0;
 439 }
 440
 441 static void fill_random_bytes(struct thread_data *td,
 442                               unsigned char *p, unsigned int len)
 443 {
 444         unsigned int todo;
 445         double r;
 446
 447         while (len) {
 448                 drand48_r(&td->verify_state, &r);
 449
 450                 /*
 451                  * lrand48_r seems to be broken and only fill the bottom
 452                  * 32-bits, even on 64-bit archs with 64-bit longs
 453                  */
 454                 todo = sizeof(r);
 455                 if (todo > len)
 456                         todo = len;
 457
 458                 memcpy(p, &r, todo);
 459
 460                 len -= todo;
 461                 p += todo;
 462         }
 463 }
 464
 465 static void hexdump(void *buffer, int len)
 466 {
 467         unsigned char *p = buffer;
 468         int i;
 469
 470         for (i = 0; i < len; i++)
 471                 printf("%02x", p[i]);
 472         printf("\n");
 473 }
 474
 475 static int verify_io_u_crc32(struct verify_header *hdr, struct io_u *io_u)
 476 {
 477         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
 478         unsigned long c;
 479
 480         p += sizeof(*hdr);
 481         c = crc32(p, hdr->len - sizeof(*hdr));
 482
 483         return c != hdr->crc32;
 484 }
 485
 486 static int verify_io_u_md5(struct verify_header *hdr, struct io_u *io_u)
 487 {
 488         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
 489         struct md5_ctx md5_ctx;
 490         int ret;
 491
 492         memset(&md5_ctx, 0, sizeof(md5_ctx));
 493         p += sizeof(*hdr);
 494         md5_update(&md5_ctx, p, hdr->len - sizeof(*hdr));
 495
 496         ret = memcmp(hdr->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
 497         if (ret) {
 498                 hexdump(hdr->md5_digest, sizeof(hdr->md5_digest));
 499                 hexdump(md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
 500         }
 501
 502         return ret;
 503 }
 504
 505 static int verify_io_u(struct io_u *io_u)
 506 {
 507         struct verify_header *hdr = (struct verify_header *) io_u->buf;
 508         int ret;
 509
 510         if (hdr->fio_magic != FIO_HDR_MAGIC)
 511                 return 1;
 512
 513         if (hdr->verify_type == VERIFY_MD5)
 514                 ret = verify_io_u_md5(hdr, io_u);
 515         else if (hdr->verify_type == VERIFY_CRC32)
 516                 ret = verify_io_u_crc32(hdr, io_u);
 517         else {
 518                 fprintf(stderr, "Bad verify type %d\n", hdr->verify_type);
 519                 ret = 1;
 520         }
 521
 522         return ret;
 523 }
 524
 525 static void fill_crc32(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 526 {
 527         hdr->crc32 = crc32(p, len);
 528 }
 529
 530 static void fill_md5(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 531 {
 532         struct md5_ctx md5_ctx;
 533
 534         memset(&md5_ctx, 0, sizeof(md5_ctx));
 535         md5_update(&md5_ctx, p, len);
 536         memcpy(hdr->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
 537 }
 538
 539 /*
 540  * fill body of io_u->buf with random data and add a header with the
 541  * (eg) sha1sum of that data.
 542  */
 543 static void populate_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 544 {
 545         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
 546         struct verify_header hdr;
 547
 548         hdr.fio_magic = FIO_HDR_MAGIC;
 549         hdr.len = io_u->buflen;
 550         p += sizeof(hdr);
 551         fill_random_bytes(td, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
 552
 553         if (td->verify == VERIFY_MD5) {
 554                 fill_md5(&hdr, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
 555                 hdr.verify_type = VERIFY_MD5;
 556         } else {
 557                 fill_crc32(&hdr, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
 558                 hdr.verify_type = VERIFY_CRC32;
 559         }
 560
 561         memcpy(io_u->buf, &hdr, sizeof(hdr));
 562 }
 563
 564 static void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 565 {
 566         list_del(&io_u->list);
 567         list_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
 568         td->cur_depth--;
 569 }
 570
 571 #define queue_full(td)  (list_empty(&(td)->io_u_freelist))
 572
 573 static struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
 574 {
 575         struct io_u *io_u;
 576
 577         if (queue_full(td))
 578                 return NULL;
 579
 580         io_u = list_entry(td->io_u_freelist.next, struct io_u, list);
 581         list_del(&io_u->list);
 582         list_add(&io_u->list, &td->io_u_busylist);
 583         td->cur_depth++;
 584         return io_u;
 585 }
 586
 587 static struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
 588 {
 589         struct io_u *io_u;
 590
 591         io_u = __get_io_u(td);
 592         if (!io_u)
 593                 return NULL;
 594
 595         if (get_next_offset(td, &io_u->offset)) {
 596                 put_io_u(td, io_u);
 597                 return NULL;
 598         }
 599
 600         io_u->buflen = get_next_buflen(td);
 601         if (!io_u->buflen) {
 602                 put_io_u(td, io_u);
 603                 return NULL;
 604         }
 605
 606         if (io_u->buflen + io_u->offset > td->file_size)
 607                 io_u->buflen = td->file_size - io_u->offset;
 608
 609         if (!td->sequential)
 610                 mark_random_map(td, io_u);
 611
 612         td->last_bytes += io_u->buflen;
 613
 614         if (td->verify != VERIFY_NONE)
 615                 populate_io_u(td, io_u);
 616
 617         if (td->use_aio) {
 618                 if (td_read(td))
 619                         io_prep_pread(&io_u->iocb, td->fd, io_u->buf, io_u->buflen, io_u->offset);
 620                 else
 621                         io_prep_pwrite(&io_u->iocb, td->fd, io_u->buf, io_u->buflen, io_u->offset);
 622         }
 623
 624         gettimeofday(&io_u->start_time, NULL);
 625         return io_u;
 626 }
 627
 628 static inline void td_set_runstate(struct thread_data *td, int runstate)
 629 {
 630         td->old_runstate = td->runstate;
 631         td->runstate = runstate;
 632 }
 633
 634 static int get_next_verify(struct thread_data *td,
 635                            unsigned long long *offset, unsigned int *len)
 636 {
 637         struct io_piece *ipo;
 638
 639         if (list_empty(&td->io_hist_list))
 640                 return 1;
 641
 642         ipo = list_entry(td->io_hist_list.next, struct io_piece, list);
 643         list_del(&ipo->list);
 644
 645         *offset = ipo->offset;
 646         *len = ipo->len;
 647         free(ipo);
 648         return 0;
 649 }
 650
 651 static void prune_io_piece_log(struct thread_data *td)
 652 {
 653         struct io_piece *ipo;
 654
 655         while (!list_empty(&td->io_hist_list)) {
 656                 ipo = list_entry(td->io_hist_list.next, struct io_piece, list);
 657
 658                 list_del(&ipo->list);
 659                 free(ipo);
 660         }
 661 }
 662
 663 /*
 664  * log a succesful write, so we can unwind the log for verify
 665  */
 666 static void log_io_piece(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 667 {
 668         struct io_piece *ipo = malloc(sizeof(struct io_piece));
 669         struct list_head *entry;
 670
 671         INIT_LIST_HEAD(&ipo->list);
 672         ipo->offset = io_u->offset;
 673         ipo->len = io_u->buflen;
 674
 675         /*
 676          * for random io where the writes extend the file, it will typically
 677          * be laid out with the block scattered as written. it's faster to
 678          * read them in in that order again, so don't sort
 679          */
 680         if (td->sequential || !td->overwrite) {
 681                 list_add_tail(&ipo->list, &td->io_hist_list);
 682                 return;
 683         }
 684
 685         /*
 686          * for random io, sort the list so verify will run faster
 687          */
 688         entry = &td->io_hist_list;
 689         while ((entry = entry->prev) != &td->io_hist_list) {
 690                 struct io_piece *__ipo = list_entry(entry, struct io_piece, list);
 691
 692                 if (__ipo->offset < ipo->offset)
 693                         break;
 694         }
 695
 696         list_add(&ipo->list, entry);
 697 }
 698
 699 static void do_sync_verify(struct thread_data *td)
 700 {
 701         struct timeval t;
 702         struct io_u *io_u = NULL;
 703         int ret;
 704
 705         td_set_runstate(td, TD_VERIFYING);
 706
 707         io_u = __get_io_u(td);
 708
 709         if (!td->odirect) {
 710                 if (!td->use_mmap) {
 711                         if (fadvise(td->fd, td->file_offset, td->io_size, POSIX_FADV_DONTNEED) < 0) {
 712                                 td->error = errno;
 713                                 goto out;
 714                         }
 715                 } else {
 716                         if (madvise(td->mmap, td->io_size, MADV_DONTNEED)) {
 717                                 td->error = errno;
 718                                 goto out;
 719                         }
 720                 }
 721         }
 722
 723         do {
 724                 if (td->terminate)
 725                         break;
 726
 727                 gettimeofday(&t, NULL);
 728                 if (runtime_exceeded(td, &t))
 729                         break;
 730
 731                 if (get_next_verify(td, &io_u->offset, &io_u->buflen))
 732                         break;
 733
 734                 if (td->cur_off != io_u->offset) {
 735                         if (lseek(td->fd, io_u->offset, SEEK_SET) == -1) {
 736                                 td->error = errno;
 737                                 break;
 738                         }
 739                 }
 740
 741                 ret = read(td->fd, io_u->buf, io_u->buflen);
 742                 if (ret < (int) io_u->buflen) {
 743                         if (ret == -1) {
 744                                 td->error = errno;
 745                                 break;
 746                         } else if (!ret)
 747                                 break;
 748                         else
 749                                 io_u->buflen = ret;
 750                 }
 751
 752                 if (verify_io_u(io_u))
 753                         break;
 754
 755                 td->cur_off = io_u->offset + io_u->buflen;
 756         } while (1);
 757
 758 out:
 759         td_set_runstate(td, TD_RUNNING);
 760         put_io_u(td, io_u);
 761 }
 762
 763 static int __do_sync_mmap(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 764 {
 765         unsigned long long real_off = io_u->offset - td->file_offset;
 766
 767         if (td_read(td))
 768                 memcpy(io_u->buf, td->mmap + real_off, io_u->buflen);
 769         else
 770                 memcpy(td->mmap + real_off, io_u->buf, io_u->buflen);
 771
 772         /*
 773          * not really direct, but should drop the pages from the cache
 774          */
 775         if (td->odirect) {
 776                 msync(td->mmap + real_off, io_u->buflen, MS_SYNC);
 777                 madvise(td->mmap + real_off, io_u->buflen,  MADV_DONTNEED);
 778         }
 779
 780         return io_u->buflen;
 781 }
 782
 783 static int __do_sync_rw(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 784 {
 785         if (td->cur_off != io_u->offset) {
 786                 if (lseek(td->fd, io_u->offset, SEEK_SET) == -1) {
 787                         td->error = errno;
 788                         return 1;
 789                 }
 790         }
 791
 792         if (td_read(td))
 793                 return read(td->fd, io_u->buf, io_u->buflen);
 794         else
 795                 return write(td->fd, io_u->buf, io_u->buflen);
 796 }
 797
 798 static void sync_td(struct thread_data *td)
 799 {
 800         if (!td->use_mmap)
 801                 fsync(td->fd);
 802         else
 803                 msync(td->mmap, td->file_size, MS_SYNC);
 804 }
 805
 806 static void do_sync_io(struct thread_data *td)
 807 {
 808         unsigned long msec, usec;
 809         struct io_u *io_u = NULL;
 810         struct timeval e;
 811
 812         while (td->this_io_bytes < td->io_size) {
 813                 int ret;
 814
 815                 if (td->terminate)
 816                         break;
 817
 818                 io_u = get_io_u(td);
 819                 if (!io_u)
 820                         break;
 821
 822                 if (!td->use_mmap)
 823                         ret = __do_sync_rw(td, io_u);
 824                 else
 825                         ret = __do_sync_mmap(td, io_u);
 826
 827                 if (ret < (int) io_u->buflen) {
 828                         if (ret == -1)
 829                                 td->error = errno;
 830                         break;
 831                 }
 832
 833                 if (td_write(td))
 834                         log_io_piece(td, io_u);
 835
 836                 td->io_blocks++;
 837                 td->io_bytes += io_u->buflen;
 838                 td->this_io_bytes += io_u->buflen;
 839                 td->cur_off = io_u->offset + io_u->buflen;
 840
 841                 gettimeofday(&e, NULL);
 842
 843                 usec = utime_since(&io_u->start_time, &e);
 844
 845                 rate_throttle(td, usec, io_u->buflen);
 846
 847                 if (check_min_rate(td, &e)) {
 848                         td->error = ENODATA;
 849                         break;
 850                 }
 851
 852                 msec = usec / 1000;
 853                 add_clat_sample(td, msec);
 854                 add_bw_sample(td);
 855
 856                 if (runtime_exceeded(td, &e))
 857                         break;
 858
 859                 put_io_u(td, io_u);
 860                 io_u = NULL;
 861
 862                 if (td->thinktime)
 863                         usec_sleep(td, td->thinktime);
 864
 865                 if (should_fsync(td) && td->fsync_blocks &&
 866                     (td->io_blocks % td->fsync_blocks) == 0)
 867                         sync_td(td);
 868         }
 869
 870         if (io_u)
 871                 put_io_u(td, io_u);
 872
 873         if (should_fsync(td))
 874                 sync_td(td);
 875 }
 876
 877 static int io_u_getevents(struct thread_data *td, int min, int max,
 878                           struct timespec *t)
 879 {
 880         int r;
 881
 882         do {
 883                 r = io_getevents(td->aio_ctx, min, max, td->aio_events, t);
 884                 if (r != -EAGAIN && r != -EINTR)
 885                         break;
 886         } while (1);
 887
 888         return r;
 889 }
 890
 891 static int io_u_queue(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 892 {
 893         struct iocb *iocb = &io_u->iocb;
 894         int ret;
 895
 896         do {
 897                 ret = io_submit(td->aio_ctx, 1, &iocb);
 898                 if (ret == 1)
 899                         return 0;
 900                 else if (ret == -EAGAIN)
 901                         usleep(100);
 902                 else if (ret == -EINTR)
 903                         continue;
 904                 else
 905                         break;
 906         } while (1);
 907
 908         return ret;
 909 }
 910
 911 #define iocb_time(iocb) ((unsigned long) (iocb)->data)
 912 #define ev_to_iou(ev)   (struct io_u *) ((unsigned long) (ev)->obj)
 913
 914 static int ios_completed(struct thread_data *td, int nr)
 915 {
 916         unsigned long msec;
 917         struct io_u *io_u;
 918         struct timeval e;
 919         int i, bytes_done;
 920
 921         gettimeofday(&e, NULL);
 922
 923         for (i = 0, bytes_done = 0; i < nr; i++) {
 924                 io_u = ev_to_iou(td->aio_events + i);
 925
 926                 td->io_blocks++;
 927                 td->io_bytes += io_u->buflen;
 928                 td->this_io_bytes += io_u->buflen;
 929
 930                 msec = mtime_since(&io_u->issue_time, &e);
 931
 932                 add_clat_sample(td, msec);
 933                 add_bw_sample(td);
 934
 935                 if (td_write(td))
 936                         log_io_piece(td, io_u);
 937
 938                 bytes_done += io_u->buflen;
 939                 put_io_u(td, io_u);
 940         }
 941
 942         return bytes_done;
 943 }
 944
 945 static void cleanup_pending_aio(struct thread_data *td)
 946 {
 947         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0};
 948         struct list_head *entry, *n;
 949         struct io_u *io_u;
 950         int r;
 951
 952         /*
 953          * get immediately available events, if any
 954          */
 955         r = io_u_getevents(td, 0, td->cur_depth, &ts);
 956         if (r > 0)
 957                 ios_completed(td, r);
 958
 959         /*
 960          * now cancel remaining active events
 961          */
 962         list_for_each_safe(entry, n, &td->io_u_busylist) {
 963                 io_u = list_entry(entry, struct io_u, list);
 964
 965                 r = io_cancel(td->aio_ctx, &io_u->iocb, td->aio_events);
 966                 if (!r)
 967                         put_io_u(td, io_u);
 968         }
 969
 970         if (td->cur_depth) {
 971                 r = io_u_getevents(td, td->cur_depth, td->cur_depth, NULL);
 972                 if (r > 0)
 973                         ios_completed(td, r);
 974         }
 975 }
 976
 977 static int async_do_verify(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 978 {
 979         struct io_u *v_io_u = *io_u;
 980         int ret = 0;
 981
 982         if (v_io_u) {
 983                 ret = verify_io_u(v_io_u);
 984                 put_io_u(td, v_io_u);
 985                 *io_u = NULL;
 986         }
 987
 988         return ret;
 989 }
 990
 991 static void do_async_verify(struct thread_data *td)
 992 {
 993         struct timeval t;
 994         struct io_u *io_u, *v_io_u = NULL;
 995         int ret;
 996
 997         td_set_runstate(td, TD_VERIFYING);
 998
 999         do {
1000                 if (td->terminate)
1001                         break;
1002
1003                 gettimeofday(&t, NULL);
1004                 if (runtime_exceeded(td, &t))
1005                         break;
1006
1007                 io_u = __get_io_u(td);
1008                 if (!io_u)
1009                         break;
1010
1011                 if (get_next_verify(td, &io_u->offset, &io_u->buflen)) {
1012                         put_io_u(td, io_u);
1013                         break;
1014                 }
1015
1016                 io_prep_pread(&io_u->iocb, td->fd, io_u->buf, io_u->buflen, io_u->offset);
1017                 ret = io_u_queue(td, io_u);
1018                 if (ret) {
1019                         put_io_u(td, io_u);
1020                         td->error = ret;
1021                         break;
1022                 }
1023
1024                 /*
1025                  * we have one pending to verify, do that while the next
1026                  * we are doing io on the next one
1027                  */
1028                 if (async_do_verify(td, &v_io_u))
1029                         break;
1030
1031                 ret = io_u_getevents(td, 1, 1, NULL);
1032                 if (ret != 1) {
1033                         if (ret < 0)
1034                                 td->error = ret;
1035                         break;
1036                 }
1037
1038                 v_io_u = ev_to_iou(td->aio_events);
1039
1040                 td->cur_off = v_io_u->offset + v_io_u->buflen;
1041
1042                 /*
1043                  * if we can't submit more io, we need to verify now
1044                  */
1045                 if (queue_full(td) && async_do_verify(td, &v_io_u))
1046                         break;
1047
1048         } while (1);
1049
1050         async_do_verify(td, &v_io_u);
1051
1052         if (td->cur_depth)
1053                 cleanup_pending_aio(td);
1054
1055         td_set_runstate(td, TD_RUNNING);
1056 }
1057
1058 static void do_async_io(struct thread_data *td)
1059 {
1060         struct timeval s, e;
1061         unsigned long usec;
1062
1063         while (td->this_io_bytes < td->io_size) {
1064                 struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0};
1065                 struct timespec *timeout;
1066                 int ret, min_evts = 0;
1067                 struct io_u *io_u;
1068                 unsigned int bytes_done;
1069
1070                 if (td->terminate)
1071                         break;
1072
1073                 io_u = get_io_u(td);
1074                 if (!io_u)
1075                         break;
1076
1077                 memcpy(&s, &io_u->start_time, sizeof(s));
1078
1079                 ret = io_u_queue(td, io_u);
1080                 if (ret) {
1081                         put_io_u(td, io_u);
1082                         td->error = ret;
1083                         break;
1084                 }
1085
1086                 gettimeofday(&io_u->issue_time, NULL);
1087                 add_slat_sample(td, mtime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time));
1088                 if (td->cur_depth < td->aio_depth) {
1089                         timeout = &ts;
1090                         min_evts = 0;
1091                 } else {
1092                         timeout = NULL;
1093                         min_evts = 1;
1094                 }
1095
1096                 ret = io_u_getevents(td, min_evts, td->cur_depth, timeout);
1097                 if (ret < 0) {
1098                         td->error = ret;
1099                         break;
1100                 } else if (!ret)
1101                         continue;
1102
1103                 bytes_done = ios_completed(td, ret);
1104
1105                 /*
1106                  * the rate is batched for now, it should work for batches
1107                  * of completions except the very first one which may look
1108                  * a little bursty
1109                  */
1110                 gettimeofday(&e, NULL);
1111                 usec = utime_since(&s, &e);
1112
1113                 rate_throttle(td, usec, bytes_done);
1114
1115                 if (check_min_rate(td, &e)) {
1116                         td->error = ENODATA;
1117                         break;
1118                 }
1119
1120                 if (runtime_exceeded(td, &e))
1121                         break;
1122
1123                 if (td->thinktime)
1124                         usec_sleep(td, td->thinktime);
1125
1126                 if (should_fsync(td) && td->fsync_blocks &&
1127                     (td->io_blocks % td->fsync_blocks) == 0)
1128                         fsync(td->fd);
1129         }
1130
1131         if (td->cur_depth)
1132                 cleanup_pending_aio(td);
1133
1134         if (should_fsync(td))
1135                 fsync(td->fd);
1136 }
1137
1138 static void cleanup_aio(struct thread_data *td)
1139 {
1140         io_destroy(td->aio_ctx);
1141
1142         if (td->aio_events)
1143                 free(td->aio_events);
1144 }
1145
1146 static int init_aio(struct thread_data *td)
1147 {
1148         if (io_queue_init(td->aio_depth, &td->aio_ctx)) {
1149                 td->error = errno;
1150                 return 1;
1151         }
1152
1153         td->aio_events = malloc(td->aio_depth * sizeof(struct io_event));
1154         return 0;
1155 }
1156
1157 static void cleanup_io_u(struct thread_data *td)
1158 {
1159         struct list_head *entry, *n;
1160         struct io_u *io_u;
1161
1162         list_for_each_safe(entry, n, &td->io_u_freelist) {
1163                 io_u = list_entry(entry, struct io_u, list);
1164
1165                 list_del(&io_u->list);
1166                 free(io_u);
1167         }
1168
1169         if (td->mem_type == MEM_MALLOC)
1170                 free(td->orig_buffer);
1171         else if (td->mem_type == MEM_SHM) {
1172                 struct shmid_ds sbuf;
1173
1174                 shmdt(td->orig_buffer);
1175                 shmctl(td->shm_id, IPC_RMID, &sbuf);
1176         } else if (td->mem_type == MEM_MMAP)
1177                 munmap(td->orig_buffer, td->orig_buffer_size);
1178         else
1179                 fprintf(stderr, "Bad memory type %d\n", td->mem_type);
1180
1181         td->orig_buffer = NULL;
1182 }
1183
1184 static int init_io_u(struct thread_data *td)
1185 {
1186         struct io_u *io_u;
1187         int i, max_units;
1188         char *p;
1189
1190         if (!td->use_aio)
1191                 max_units = 1;
1192         else
1193                 max_units = td->aio_depth;
1194
1195         td->orig_buffer_size = td->max_bs * max_units + MASK;
1196
1197         if (td->mem_type == MEM_MALLOC)
1198                 td->orig_buffer = malloc(td->orig_buffer_size);
1199         else if (td->mem_type == MEM_SHM) {
1200                 td->shm_id = shmget(IPC_PRIVATE, td->orig_buffer_size, IPC_CREAT | 0600);
1201                 if (td->shm_id < 0) {
1202                         td->error = errno;
1203                         perror("shmget");
1204                         return 1;
1205                 }
1206
1207                 td->orig_buffer = shmat(td->shm_id, NULL, 0);
1208                 if (td->orig_buffer == (void *) -1) {
1209                         td->error = errno;
1210                         perror("shmat");
1211                         td->orig_buffer = NULL;
1212                         return 1;
1213                 }
1214         } else if (td->mem_type == MEM_MMAP) {
1215                 td->orig_buffer = mmap(NULL, td->orig_buffer_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, 0, 0);
1216                 if (td->orig_buffer == MAP_FAILED) {
1217                         td->error = errno;
1218                         perror("mmap");
1219                         td->orig_buffer = NULL;
1220                         return 1;
1221                 }
1222         }
1223
1224         INIT_LIST_HEAD(&td->io_u_freelist);
1225         INIT_LIST_HEAD(&td->io_u_busylist);
1226         INIT_LIST_HEAD(&td->io_hist_list);
1227
1228         p = ALIGN(td->orig_buffer);
1229         for (i = 0; i < max_units; i++) {
1230                 io_u = malloc(sizeof(*io_u));
1231                 memset(io_u, 0, sizeof(*io_u));
1232                 INIT_LIST_HEAD(&io_u->list);
1233
1234                 io_u->buf = p + td->max_bs * i;
1235                 list_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
1236         }
1237
1238         return 0;
1239 }
1240
1241 static int create_file(struct thread_data *td, unsigned long long size,
1242                        int extend)
1243 {
1244         unsigned long long left;
1245         unsigned int bs;
1246         int r, oflags;
1247         char *b;
1248
1249         /*
1250          * unless specifically asked for overwrite, let normal io extend it
1251          */
1252         if (td_write(td) && !td->overwrite)
1253                 return 0;
1254
1255         if (!size) {
1256                 fprintf(stderr, "Need size for create\n");
1257                 td->error = EINVAL;
1258                 return 1;
1259         }
1260
1261         if (!extend) {
1262                 oflags = O_CREAT | O_TRUNC;
1263                 printf("Client%d: Laying out IO file (%LuMiB)\n", td->thread_number, size >> 20);
1264         } else {
1265                 oflags = O_APPEND;
1266                 printf("Client%d: Extending IO file (%Lu -> %LuMiB)\n", td->thread_number, (td->file_size - size) >> 20, td->file_size >> 20);
1267         }
1268
1269         td->fd = open(td->file_name, O_WRONLY | oflags, 0644);
1270         if (td->fd < 0) {
1271                 td->error = errno;
1272                 return 1;
1273         }
1274
1275         if (!extend && ftruncate(td->fd, td->file_size) == -1) {
1276                 td->error = errno;
1277                 return 1;
1278         }
1279
1280         td->io_size = td->file_size;
1281         b = malloc(td->max_bs);
1282         memset(b, 0, td->max_bs);
1283
1284         left = size;
1285         while (left && !td->terminate) {
1286                 bs = td->max_bs;
1287                 if (bs > left)
1288                         bs = left;
1289
1290                 r = write(td->fd, b, bs);
1291
1292                 if (r == (int) bs) {
1293                         left -= bs;
1294                         continue;
1295                 } else {
1296                         if (r < 0)
1297                                 td->error = errno;
1298                         else
1299                                 td->error = EIO;
1300
1301                         break;
1302                 }
1303         }
1304
1305         if (td->terminate)
1306                 unlink(td->file_name);
1307         else if (td->create_fsync)
1308                 fsync(td->fd);
1309
1310         close(td->fd);
1311         td->fd = -1;
1312         free(b);
1313         return 0;
1314 }
1315
1316 static int file_size(struct thread_data *td)
1317 {
1318         struct stat st;
1319
1320         if (fstat(td->fd, &st) == -1) {
1321                 td->error = errno;
1322                 return 1;
1323         }
1324
1325         if (!td->file_size)
1326                 td->file_size = st.st_size;
1327
1328         return 0;
1329 }
1330
1331 static int bdev_size(struct thread_data *td)
1332 {
1333         size_t bytes;
1334
1335         if (ioctl(td->fd, BLKGETSIZE64, &bytes) < 0) {
1336                 td->error = errno;
1337                 return 1;
1338         }
1339
1340         /*
1341          * no extend possibilities, so limit size to device size if too large
1342          */
1343         if (!td->file_size || td->file_size > bytes)
1344                 td->file_size = bytes;
1345
1346         return 0;
1347 }
1348
1349 static int get_file_size(struct thread_data *td)
1350 {
1351         int ret;
1352
1353         if (td->filetype == FIO_TYPE_FILE)
1354                 ret = file_size(td);
1355         else
1356                 ret = bdev_size(td);
1357
1358         if (ret)
1359                 return ret;
1360
1361         if (td->file_offset > td->file_size) {
1362                 fprintf(stderr, "Client%d: offset larger than length (%Lu > %Lu)\n", td->thread_number, td->file_offset, td->file_size);
1363                 return 1;
1364         }
1365
1366         td->io_size = td->file_size - td->file_offset;
1367         if (td->io_size == 0) {
1368                 fprintf(stderr, "Client%d: no io blocks\n", td->thread_number);
1369                 td->error = EINVAL;
1370                 return 1;
1371         }
1372
1373         return 0;
1374 }
1375
1376 static int setup_file_mmap(struct thread_data *td)
1377 {
1378         int flags;
1379
1380         if (td_read(td))
1381                 flags = PROT_READ;
1382         else {
1383                 flags = PROT_WRITE;
1384
1385                 if (td->verify != VERIFY_NONE)
1386                         flags |= PROT_READ;
1387         }
1388
1389         td->mmap = mmap(NULL, td->file_size, flags, MAP_SHARED, td->fd, td->file_offset);
1390         if (td->mmap == MAP_FAILED) {
1391                 td->mmap = NULL;
1392                 td->error = errno;
1393                 return 1;
1394         }
1395
1396         if (td->invalidate_cache) {
1397                 if (madvise(td->mmap, td->file_size, MADV_DONTNEED) < 0) {
1398                         td->error = errno;
1399                         return 1;
1400                 }
1401         }
1402
1403         if (td->sequential) {
1404                 if (madvise(td->mmap, td->file_size, MADV_SEQUENTIAL) < 0) {
1405                         td->error = errno;
1406                         return 1;
1407                 }
1408         } else {
1409                 if (madvise(td->mmap, td->file_size, MADV_RANDOM) < 0) {
1410                         td->error = errno;
1411                         return 1;
1412                 }
1413         }
1414
1415         return 0;
1416 }
1417
1418 static int setup_file_plain(struct thread_data *td)
1419 {
1420         if (td->invalidate_cache) {
1421                 if (fadvise(td->fd, td->file_offset, td->file_size, POSIX_FADV_DONTNEED) < 0) {
1422                         td->error = errno;
1423                         return 1;
1424                 }
1425         }
1426
1427         if (td->sequential) {
1428                 if (fadvise(td->fd, td->file_offset, td->file_size, POSIX_FADV_SEQUENTIAL) < 0) {
1429                         td->error = errno;
1430                         return 1;
1431                 }
1432         } else {
1433                 if (fadvise(td->fd, td->file_offset, td->file_size, POSIX_FADV_RANDOM) < 0) {
1434                         td->error = errno;
1435                         return 1;
1436                 }
1437         }
1438
1439         return 0;
1440 }
1441
1442 static int setup_file(struct thread_data *td)
1443 {
1444         struct stat st;
1445         int flags = 0;
1446
1447         if (stat(td->file_name, &st) == -1) {
1448                 if (errno != ENOENT) {
1449                         td->error = errno;
1450                         return 1;
1451                 }
1452                 if (!td->create_file) {
1453                         td->error = ENOENT;
1454                         return 1;
1455                 }
1456                 if (create_file(td, td->file_size, 0))
1457                         return 1;
1458         } else if (td->filetype == FIO_TYPE_FILE) {
1459                 if (st.st_size < td->file_size) {
1460                         if (create_file(td, td->file_size - st.st_size, 1))
1461                                 return 1;
1462                 }
1463         }
1464
1465         if (td->odirect)
1466                 flags |= O_DIRECT;
1467
1468         if (td_read(td))
1469                 td->fd = open(td->file_name, flags | O_RDONLY);
1470         else {
1471                 if (td->filetype == FIO_TYPE_FILE) {
1472                         if (!td->overwrite)
1473                                 flags |= O_TRUNC;
1474
1475                         flags |= O_CREAT;
1476                 }
1477                 if (td->sync_io)
1478                         flags |= O_SYNC;
1479
1480                 flags |= O_RDWR;
1481
1482                 td->fd = open(td->file_name, flags, 0600);
1483         }
1484
1485         if (td->fd == -1) {
1486                 td->error = errno;
1487                 return 1;
1488         }
1489
1490         if (get_file_size(td))
1491                 return 1;
1492
1493         if (!td->use_mmap)
1494                 return setup_file_plain(td);
1495         else
1496                 return setup_file_mmap(td);
1497 }
1498
1499 static int check_dev_match(dev_t dev, char *path)
1500 {
1501         int major, minor;
1502         char line[256], *p;
1503         FILE *f;
1504
1505         f = fopen(path, "r");
1506         if (!f) {
1507                 perror("open path");
1508                 return 1;
1509         }
1510
1511         p = fgets(line, sizeof(line), f);
1512         if (!p) {
1513                 fclose(f);
1514                 return 1;
1515         }
1516
1517         if (sscanf(p, "%u:%u", &major, &minor) != 2) {
1518                 fclose(f);
1519                 return 1;
1520         }
1521
1522         if (((major << 8) | minor) == dev) {
1523                 fclose(f);
1524                 return 0;
1525         }
1526
1527         fclose(f);
1528         return 1;
1529 }
1530
1531 static char *find_block_dir(dev_t dev, char *path)
1532 {
1533         struct dirent *dir;
1534         char *found = NULL;
1535         struct stat st;
1536         DIR *D;
1537
1538         D = opendir(path);
1539         if (!D)
1540                 return NULL;
1541
1542         while ((dir = readdir(D)) != NULL) {
1543                 char full_path[256];
1544
1545                 if (!strcmp(dir->d_name, ".") || !strcmp(dir->d_name, ".."))
1546                         continue;
1547                 if (!strcmp(dir->d_name, "device"))
1548                         continue;
1549
1550                 sprintf(full_path, "%s/%s", path, dir->d_name);
1551
1552                 if (!strcmp(dir->d_name, "dev")) {
1553                         if (!check_dev_match(dev, full_path)) {
1554                                 found = path;
1555                                 break;
1556                         }
1557                 }
1558
1559                 if (stat(full_path, &st) == -1) {
1560                         perror("stat");
1561                         break;
1562                 }
1563
1564                 if (!S_ISDIR(st.st_mode) || S_ISLNK(st.st_mode))
1565                         continue;
1566
1567                 if ((found = find_block_dir(dev, full_path)) != NULL)
1568                         break;
1569         }
1570
1571         closedir(D);
1572         return found;
1573 }
1574
1575 static int get_io_ticks(struct disk_util *du, struct disk_util_stat *dus)
1576 {
1577         unsigned in_flight;
1578         char line[256];
1579         FILE *f;
1580         char *p;
1581
1582         f = fopen(du->path, "r");
1583         if (!f)
1584                 return 1;
1585
1586         p = fgets(line, sizeof(line), f);
1587         if (!p) {
1588                 fclose(f);
1589                 return 1;
1590         }
1591
1592         if (sscanf(p, "%8u %8u %8llu %8u %8u %8u %8llu %8u %8u %8u %8u", &dus->ios[0], &dus->merges[0], &dus->sectors[0], &dus->ticks[0], &dus->ios[1], &dus->merges[1], &dus->sectors[1], &dus->ticks[1], &in_flight, &dus->io_ticks, &dus->time_in_queue) != 11) {
1593                 fclose(f);
1594                 return 1;
1595         }
1596
1597         fclose(f);
1598         return 0;
1599 }
1600
1601 static void update_io_tick_disk(struct disk_util *du)
1602 {
1603         struct disk_util_stat __dus, *dus, *ldus;
1604         struct timeval t;
1605
1606         if (get_io_ticks(du, &__dus))
1607                 return;
1608
1609         dus = &du->dus;
1610         ldus = &du->last_dus;
1611
1612         dus->sectors[0] += (__dus.sectors[0] - ldus->sectors[0]);
1613         dus->sectors[1] += (__dus.sectors[1] - ldus->sectors[1]);
1614         dus->ios[0] += (__dus.ios[0] - ldus->ios[0]);
1615         dus->ios[1] += (__dus.ios[1] - ldus->ios[1]);
1616         dus->merges[0] += (__dus.merges[0] - ldus->merges[0]);
1617         dus->merges[1] += (__dus.merges[1] - ldus->merges[1]);
1618         dus->ticks[0] += (__dus.ticks[0] - ldus->ticks[0]);
1619         dus->ticks[1] += (__dus.ticks[1] - ldus->ticks[1]);
1620         dus->io_ticks += (__dus.io_ticks - ldus->io_ticks);
1621         dus->time_in_queue += (__dus.time_in_queue - ldus->time_in_queue);
1622
1623         gettimeofday(&t, NULL);
1624         du->msec += mtime_since(&du->time, &t);
1625         memcpy(&du->time, &t, sizeof(t));
1626         memcpy(ldus, &__dus, sizeof(__dus));
1627 }
1628
1629 static void update_io_ticks(void)
1630 {
1631         struct list_head *entry;
1632         struct disk_util *du;
1633
1634         list_for_each(entry, &disk_list) {
1635                 du = list_entry(entry, struct disk_util, list);
1636                 update_io_tick_disk(du);
1637         }
1638 }
1639
1640 static int disk_util_exists(dev_t dev)
1641 {
1642         struct list_head *entry;
1643         struct disk_util *du;
1644
1645         list_for_each(entry, &disk_list) {
1646                 du = list_entry(entry, struct disk_util, list);
1647
1648                 if (du->dev == dev)
1649                         return 1;
1650         }
1651
1652         return 0;
1653 }
1654
1655 static void disk_util_add(dev_t dev, char *path)
1656 {
1657         struct disk_util *du = malloc(sizeof(*du));
1658
1659         memset(du, 0, sizeof(*du));
1660         INIT_LIST_HEAD(&du->list);
1661         sprintf(du->path, "%s/stat", path);
1662         du->name = basename(path);
1663         du->dev = dev;
1664
1665         gettimeofday(&du->time, NULL);
1666         get_io_ticks(du, &du->last_dus);
1667
1668         list_add_tail(&du->list, &disk_list);
1669 }
1670
1671 static void init_disk_util(struct thread_data *td)
1672 {
1673         struct stat st;
1674         char foo[256], tmp[256];
1675         dev_t dev;
1676         char *p, *dir;
1677
1678         if (!stat(td->file_name, &st)) {
1679                 if (S_ISBLK(st.st_mode))
1680                         dev = st.st_rdev;
1681                 else
1682                         dev = st.st_dev;
1683         } else {
1684                 /*
1685                  * must be a file, open "." in that path
1686                  */
1687                 strcpy(foo, td->file_name);
1688                 p = dirname(foo);
1689                 if (stat(p, &st)) {
1690                         perror("disk util stat");
1691                         return;
1692                 }
1693
1694                 dev = st.st_dev;
1695         }
1696
1697         if (disk_util_exists(dev))
1698                 return;
1699
1700         sprintf(foo, "/sys/block");
1701         dir = find_block_dir(dev, foo);
1702         if (!dir)
1703                 return;
1704
1705         /*
1706          * if this is inside a partition dir, jump back to parent
1707          */
1708         sprintf(tmp, "%s/queue", dir);
1709         if (stat(tmp, &st)) {
1710                 p = dirname(dir);
1711                 sprintf(tmp, "%s/queue", p);
1712                 if (stat(tmp, &st)) {
1713                         fprintf(stderr, "unknown sysfs layout\n");
1714                         return;
1715                 }
1716                 sprintf(foo, "%s", p);
1717         }
1718
1719         disk_util_add(dev, foo);
1720 }
1721
1722 static void disk_util_timer_arm(void)
1723 {
1724         struct itimerval itimer;
1725
1726         itimer.it_value.tv_sec = 0;
1727         itimer.it_value.tv_usec = DISK_UTIL_MSEC * 1000;
1728         setitimer(ITIMER_REAL, &itimer, NULL);
1729 }
1730
1731 static void clear_io_state(struct thread_data *td)
1732 {
1733         if (!td->use_aio)
1734                 lseek(td->fd, SEEK_SET, 0);
1735
1736         td->cur_off = 0;
1737         td->last_bytes = 0;
1738         td->stat_io_bytes = 0;
1739         td->this_io_bytes = 0;
1740
1741         if (td->file_map)
1742                 memset(td->file_map, 0, td->num_maps * sizeof(long));
1743 }
1744
1745 static void update_rusage_stat(struct thread_data *td)
1746 {
1747         if (!td->runtime)
1748                 return;
1749
1750         getrusage(RUSAGE_SELF, &td->ru_end);
1751
1752         td->usr_time += mtime_since(&td->ru_start.ru_utime, &td->ru_end.ru_utime);
1753         td->sys_time += mtime_since(&td->ru_start.ru_stime, &td->ru_end.ru_stime);
1754         td->ctx += td->ru_end.ru_nvcsw + td->ru_end.ru_nivcsw - (td->ru_start.ru_nvcsw + td->ru_start.ru_nivcsw);
1755
1756
1757         memcpy(&td->ru_start, &td->ru_end, sizeof(td->ru_end));
1758 }
1759
1760 static void *thread_main(void *data)
1761 {
1762         struct thread_data *td = data;
1763         int ret = 1;
1764
1765         setsid();
1766         td->pid = getpid();
1767
1768         if (init_io_u(td))
1769                 goto err;
1770
1771         if (sched_setaffinity(td->pid, sizeof(td->cpumask), &td->cpumask) == -1) {
1772                 td->error = errno;
1773                 goto err;
1774         }
1775
1776         if (td->use_aio && init_aio(td))
1777                 goto err;
1778
1779         if (td->ioprio) {
1780                 if (ioprio_set(IOPRIO_WHO_PROCESS, 0, td->ioprio) == -1) {
1781                         td->error = errno;
1782                         goto err;
1783                 }
1784         }
1785
1786         sem_post(&startup_sem);
1787         sem_wait(&td->mutex);
1788
1789         if (!td->create_serialize && setup_file(td))
1790                 goto err;
1791
1792         if (init_random_state(td))
1793                 goto err;
1794
1795         while (td->loops--) {
1796                 getrusage(RUSAGE_SELF, &td->ru_start);
1797                 gettimeofday(&td->start, NULL);
1798                 memcpy(&td->stat_sample_time, &td->start, sizeof(td->start));
1799
1800                 if (td->ratemin)
1801                         memcpy(&td->lastrate, &td->stat_sample_time, sizeof(td->lastrate));
1802
1803                 clear_io_state(td);
1804                 prune_io_piece_log(td);
1805
1806                 if (!td->use_aio)
1807                         do_sync_io(td);
1808                 else
1809                         do_async_io(td);
1810
1811                 if (td->error)
1812                         break;
1813
1814                 td->runtime += mtime_since_now(&td->start);
1815                 update_rusage_stat(td);
1816
1817                 if (td->verify == VERIFY_NONE)
1818                         continue;
1819
1820                 clear_io_state(td);
1821
1822                 if (!td->use_aio)
1823                         do_sync_verify(td);
1824                 else
1825                         do_async_verify(td);
1826
1827                 if (td->error)
1828                         break;
1829         }
1830
1831         ret = 0;
1832
1833         if (td->bw_log)
1834                 finish_log(td, td->bw_log, "bw");
1835         if (td->lat_log)
1836                 finish_log(td, td->lat_log, "lat");
1837
1838         if (exitall_on_terminate)
1839                 terminate_threads(td->groupid);
1840
1841 err:
1842         if (td->fd != -1) {
1843                 close(td->fd);
1844                 td->fd = -1;
1845         }
1846         if (td->mmap)
1847                 munmap(td->mmap, td->file_size);
1848         if (td->use_aio)
1849                 cleanup_aio(td);
1850         cleanup_io_u(td);
1851         if (ret) {
1852                 sem_post(&startup_sem);
1853                 sem_wait(&td->mutex);
1854         }
1855         td_set_runstate(td, TD_EXITED);
1856         return NULL;
1857
1858 }
1859
1860 static void *fork_main(int shm_id, int offset)
1861 {
1862         struct thread_data *td;
1863         void *data;
1864
1865         data = shmat(shm_id, NULL, 0);
1866         if (data == (void *) -1) {
1867                 perror("shmat");
1868                 return NULL;
1869         }
1870
1871         td = data + offset * sizeof(struct thread_data);
1872         thread_main(td);
1873         shmdt(data);
1874         return NULL;
1875 }
1876
1877 static int calc_lat(struct io_stat *is, unsigned long *min, unsigned long *max,
1878                     double *mean, double *dev)
1879 {
1880         double n;
1881
1882         if (is->samples == 0)
1883                 return 0;
1884
1885         *min = is->min_val;
1886         *max = is->max_val;
1887
1888         n = (double) is->samples;
1889         *mean = (double) is->val / n;
1890         *dev = sqrt(((double) is->val_sq - (*mean * *mean) / n) / (n - 1));
1891         return 1;
1892 }
1893
1894 static void show_thread_status(struct thread_data *td,
1895                                struct group_run_stats *rs)
1896 {
1897         int prio, prio_class;
1898         unsigned long min, max, bw = 0;
1899         double mean, dev, usr_cpu, sys_cpu;
1900
1901         if (!td->io_bytes && !td->error)
1902                 return;
1903
1904         if (td->runtime)
1905                 bw = td->io_bytes / td->runtime;
1906
1907         prio = td->ioprio & 0xff;
1908         prio_class = td->ioprio >> IOPRIO_CLASS_SHIFT;
1909
1910         printf("Client%d (g=%d): err=%2d, io=%6luMiB, bw=%6luKiB/s, runt=%6lumsec\n", td->thread_number, td->groupid, td->error, td->io_bytes >> 20, bw, td->runtime);
1911
1912         if (calc_lat(&td->slat_stat, &min, &max, &mean, &dev))
1913                 printf("  slat (msec): min=%5lu, max=%5lu, avg=%5.02f, dev=%5.02f\n", min, max, mean, dev);
1914         if (calc_lat(&td->clat_stat, &min, &max, &mean, &dev))
1915                 printf("  clat (msec): min=%5lu, max=%5lu, avg=%5.02f, dev=%5.02f\n", min, max, mean, dev);
1916         if (calc_lat(&td->bw_stat, &min, &max, &mean, &dev)) {
1917                 double p_of_agg;
1918
1919                 p_of_agg = mean * 100 / (double) rs->agg[td->ddir];
1920                 printf("  bw (KiB/s) : min=%5lu, max=%5lu, per=%3.2f%%, avg=%5.02f, dev=%5.02f\n", min, max, p_of_agg, mean, dev);
1921         }
1922
1923         if (td->runtime) {
1924                 usr_cpu = (double) td->usr_time * 100 / (double) td->runtime;
1925                 sys_cpu = (double) td->sys_time * 100 / (double) td->runtime;
1926         } else {
1927                 usr_cpu = 0;
1928                 sys_cpu = 0;
1929         }
1930
1931         printf("  cpu        : usr=%3.2f%%, sys=%3.2f%%, ctx=%lu\n", usr_cpu, sys_cpu, td->ctx);
1932 }
1933
1934 static void print_thread_status(struct thread_data *td, int nr_running,
1935                                 int t_rate, int m_rate)
1936 {
1937         printf("Threads now running: %d", nr_running);
1938         if (m_rate || t_rate)
1939                 printf(", commitrate %d/%dKiB/sec", t_rate, m_rate);
1940         printf(" : [%s]\r", run_str);
1941         fflush(stdout);
1942 }
1943
1944 static void check_str_update(struct thread_data *td, int n, int t, int m)
1945 {
1946         char c = run_str[td->thread_number - 1];
1947
1948         if (td->runstate == td->old_runstate)
1949                 return;
1950
1951         switch (td->runstate) {
1952                 case TD_REAPED:
1953                         c = '_';
1954                         break;
1955                 case TD_EXITED:
1956                         c = 'E';
1957                         break;
1958                 case TD_RUNNING:
1959                         if (td_read(td)) {
1960                                 if (td->sequential)
1961                                         c = 'R';
1962                                 else
1963                                         c = 'r';
1964                         } else {
1965                                 if (td->sequential)
1966                                         c = 'W';
1967                                 else
1968                                         c = 'w';
1969                         }
1970                         break;
1971                 case TD_VERIFYING:
1972                         c = 'V';
1973                         break;
1974                 case TD_CREATED:
1975                         c = 'C';
1976                         break;
1977                 case TD_NOT_CREATED:
1978                         c = 'P';
1979                         break;
1980                 default:
1981                         printf("state %d\n", td->runstate);
1982         }
1983
1984         run_str[td->thread_number - 1] = c;
1985         print_thread_status(td, n, t, m);
1986         td->old_runstate = td->runstate;
1987 }
1988
1989 static void reap_threads(int *nr_running, int *t_rate, int *m_rate)
1990 {
1991         int i;
1992
1993         /*
1994          * reap exited threads (TD_EXITED -> TD_REAPED)
1995          */
1996         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1997                 struct thread_data *td = &threads[i];
1998
1999                 check_str_update(td, *nr_running, *t_rate, *m_rate);
2000
2001                 if (td->runstate != TD_EXITED)
2002                         continue;
2003
2004                 td_set_runstate(td, TD_REAPED);
2005
2006                 if (td->use_thread) {
2007                         long ret;
2008
2009                         if (pthread_join(td->thread, (void *) &ret))
2010                                 perror("thread_join");
2011                 } else
2012                         waitpid(td->pid, NULL, 0);
2013
2014                 (*nr_running)--;
2015                 (*m_rate) -= td->ratemin;
2016                 (*t_rate) -= td->rate;
2017                 check_str_update(td, *nr_running, *t_rate, *m_rate);
2018         }
2019 }
2020
2021 static void run_threads(char *argv[])
2022 {
2023         struct timeval genesis;
2024         struct thread_data *td;
2025         unsigned long spent;
2026         int i, todo, nr_running, m_rate, t_rate, nr_started;
2027
2028         printf("Starting %d threads\n", thread_number);
2029         fflush(stdout);
2030
2031         signal(SIGINT, sig_handler);
2032         signal(SIGALRM, sig_handler);
2033
2034         todo = thread_number;
2035         nr_running = 0;
2036         nr_started = 0;
2037         m_rate = t_rate = 0;
2038
2039         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2040                 td = &threads[i];
2041
2042                 init_disk_util(td);
2043
2044                 if (!td->create_serialize)
2045                         continue;
2046
2047                 /*
2048                  * do file setup here so it happens sequentially,
2049                  * we don't want X number of threads getting their
2050                  * client data interspersed on disk
2051                  */
2052                 if (setup_file(td)) {
2053                         td_set_runstate(td, TD_REAPED);
2054                         todo--;
2055                 }
2056         }
2057
2058         gettimeofday(&genesis, NULL);
2059
2060         while (todo) {
2061                 /*
2062                  * create threads (TD_NOT_CREATED -> TD_CREATED)
2063                  */
2064                 for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2065                         td = &threads[i];
2066
2067                         if (td->runstate != TD_NOT_CREATED)
2068                                 continue;
2069
2070                         /*
2071                          * never got a chance to start, killed by other
2072                          * thread for some reason
2073                          */
2074                         if (td->terminate) {
2075                                 todo--;
2076                                 continue;
2077                         }
2078
2079                         if (td->start_delay) {
2080                                 spent = mtime_since_now(&genesis);
2081
2082                                 if (td->start_delay * 1000 > spent)
2083                                         continue;
2084                         }
2085
2086                         if (td->stonewall && (nr_started || nr_running))
2087                                 break;
2088
2089                         td_set_runstate(td, TD_CREATED);
2090                         check_str_update(td, nr_running, t_rate, m_rate);
2091                         sem_init(&startup_sem, 1, 1);
2092                         todo--;
2093                         nr_started++;
2094
2095                         if (td->use_thread) {
2096                                 if (pthread_create(&td->thread, NULL, thread_main, td)) {
2097                                         perror("thread_create");
2098                                         nr_started--;
2099                                 }
2100                         } else {
2101                                 if (fork())
2102                                         sem_wait(&startup_sem);
2103                                 else {
2104                                         fork_main(shm_id, i);
2105                                         exit(0);
2106                                 }
2107                         }
2108                 }
2109
2110                 /*
2111                  * start created threads (TD_CREATED -> TD_RUNNING)
2112                  */
2113                 for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2114                         struct thread_data *td = &threads[i];
2115
2116                         if (td->runstate != TD_CREATED)
2117                                 continue;
2118
2119                         td_set_runstate(td, TD_RUNNING);
2120                         nr_running++;
2121                         nr_started--;
2122                         m_rate += td->ratemin;
2123                         t_rate += td->rate;
2124                         check_str_update(td, nr_running, t_rate, m_rate);
2125                         sem_post(&td->mutex);
2126                 }
2127
2128                 for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2129                         struct thread_data *td = &threads[i];
2130
2131                         if (td->runstate != TD_RUNNING &&
2132                             td->runstate != TD_VERIFYING)
2133                                 continue;
2134
2135                         check_str_update(td, nr_running, t_rate, m_rate);
2136                 }
2137
2138                 reap_threads(&nr_running, &t_rate, &m_rate);
2139
2140                 if (todo)
2141                         usleep(100000);
2142         }
2143
2144         while (nr_running) {
2145                 reap_threads(&nr_running, &t_rate, &m_rate);
2146                 usleep(10000);
2147         }
2148
2149         update_io_ticks();
2150 }
2151
2152 static void show_group_stats(struct group_run_stats *rs, int id)
2153 {
2154         printf("\nRun status group %d:\n", id);
2155
2156         if (rs->max_run[DDIR_READ])
2157                 printf("   READ: io=%luMiB, aggrb=%lu, minb=%lu, maxb=%lu, mint=%lumsec, maxt=%lumsec\n", rs->io_mb[0], rs->agg[0], rs->min_bw[0], rs->max_bw[0], rs->min_run[0], rs->max_run[0]);
2158         if (rs->max_run[DDIR_WRITE])
2159                 printf("  WRITE: io=%luMiB, aggrb=%lu, minb=%lu, maxb=%lu, mint=%lumsec, maxt=%lumsec\n", rs->io_mb[1], rs->agg[1], rs->min_bw[1], rs->max_bw[1], rs->min_run[1], rs->max_run[1]);
2160 }
2161
2162 static void show_disk_util(void)
2163 {
2164         struct disk_util_stat *dus;
2165         struct list_head *entry;
2166         struct disk_util *du;
2167         double util;
2168
2169         printf("\nDisk stats:\n");
2170
2171         list_for_each(entry, &disk_list) {
2172                 du = list_entry(entry, struct disk_util, list);
2173                 dus = &du->dus;
2174
2175                 util = (double) 100 * du->dus.io_ticks / (double) du->msec;
2176                 if (util > 100.0)
2177                         util = 100.0;
2178
2179                 printf("  %s: ios=%u/%u, merge=%u/%u, ticks=%u/%u, in_queue=%u, util=%3.2f%%\n", du->name, dus->ios[0], dus->ios[1], dus->merges[0], dus->merges[1], dus->ticks[0], dus->ticks[1], dus->time_in_queue, util);
2180         }
2181 }
2182
2183 static void show_run_stats(void)
2184 {
2185         struct group_run_stats *runstats, *rs;
2186         struct thread_data *td;
2187         int i;
2188
2189         runstats = malloc(sizeof(struct group_run_stats) * (groupid + 1));
2190
2191         for (i = 0; i < groupid + 1; i++) {
2192                 rs = &runstats[i];
2193
2194                 memset(rs, 0, sizeof(*rs));
2195                 rs->min_bw[0] = rs->min_run[0] = ~0UL;
2196                 rs->min_bw[1] = rs->min_run[1] = ~0UL;
2197         }
2198
2199         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2200                 unsigned long bw = 0;
2201
2202                 td = &threads[i];
2203
2204                 if (td->error)
2205                         continue;
2206
2207                 rs = &runstats[td->groupid];
2208
2209                 if (td->runtime < rs->min_run[td->ddir])
2210                         rs->min_run[td->ddir] = td->runtime;
2211                 if (td->runtime > rs->max_run[td->ddir])
2212                         rs->max_run[td->ddir] = td->runtime;
2213
2214                 if (td->runtime)
2215                         bw = td->io_bytes / td->runtime;
2216                 if (bw < rs->min_bw[td->ddir])
2217                         rs->min_bw[td->ddir] = bw;
2218                 if (bw > rs->max_bw[td->ddir])
2219                         rs->max_bw[td->ddir] = bw;
2220
2221                 rs->io_mb[td->ddir] += td->io_bytes >> 20;
2222         }
2223
2224         for (i = 0; i < groupid + 1; i++) {
2225                 rs = &runstats[i];
2226
2227                 if (rs->max_run[0])
2228                         rs->agg[0] = (rs->io_mb[0]*1024*1000) / rs->max_run[0];
2229                 if (rs->max_run[1])
2230                         rs->agg[1] = (rs->io_mb[1]*1024*1000) / rs->max_run[1];
2231         }
2232
2233         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2234                 td = &threads[i];
2235                 rs = &runstats[td->groupid];
2236
2237                 show_thread_status(td, rs);
2238         }
2239
2240         for (i = 0; i < groupid + 1; i++)
2241                 show_group_stats(&runstats[i], i);
2242
2243         show_disk_util();
2244 }
2245
2246 int main(int argc, char *argv[])
2247 {
2248         memset(run_str, 0, sizeof(run_str));
2249
2250         if (parse_options(argc, argv))
2251                 return 1;
2252
2253         if (!thread_number) {
2254                 printf("Nothing to do\n");
2255                 return 1;
2256         }
2257
2258         disk_util_timer_arm();
2259
2260         run_threads(argv);
2261         show_run_stats();
2262
2263         return 0;
2264 }