io_u.c

   1 #include <unistd.h>
   2 #include <string.h>
   3 #include <assert.h>
   4
   5 #include "fio.h"
   6 #include "verify.h"
   7 #include "trim.h"
   8 #include "lib/rand.h"
   9 #include "lib/axmap.h"
  10 #include "err.h"
  11 #include "lib/pow2.h"
  12 #include "minmax.h"
  13 #include "zbd.h"
  14
  15 struct io_completion_data {
  16         int nr;                         /* input */
  17
  18         int error;                      /* output */
  19         uint64_t bytes_done[DDIR_RWDIR_CNT];    /* output */
  20         struct timespec time;           /* output */
  21 };
  22
  23 /*
  24  * The ->io_axmap contains a map of blocks we have or have not done io
  25  * to yet. Used to make sure we cover the entire range in a fair fashion.
  26  */
  27 static bool random_map_free(struct fio_file *f, const uint64_t block)
  28 {
  29         return !axmap_isset(f->io_axmap, block);
  30 }
  31
  32 /*
  33  * Mark a given offset as used in the map.
  34  */
  35 static uint64_t mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
  36                                 uint64_t offset, uint64_t buflen)
  37 {
  38         unsigned long long min_bs = td->o.min_bs[io_u->ddir];
  39         struct fio_file *f = io_u->file;
  40         unsigned long long nr_blocks;
  41         uint64_t block;
  42
  43         block = (offset - f->file_offset) / (uint64_t) min_bs;
  44         nr_blocks = (buflen + min_bs - 1) / min_bs;
  45         assert(nr_blocks > 0);
  46
  47         if (!(io_u->flags & IO_U_F_BUSY_OK)) {
  48                 nr_blocks = axmap_set_nr(f->io_axmap, block, nr_blocks);
  49                 assert(nr_blocks > 0);
  50         }
  51
  52         if ((nr_blocks * min_bs) < buflen)
  53                 buflen = nr_blocks * min_bs;
  54
  55         return buflen;
  56 }
  57
  58 static uint64_t last_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  59                            enum fio_ddir ddir)
  60 {
  61         uint64_t max_blocks;
  62         uint64_t max_size;
  63
  64         assert(ddir_rw(ddir));
  65
  66         /*
  67          * Hmm, should we make sure that ->io_size <= ->real_file_size?
  68          * -> not for now since there is code assuming it could go either.
  69          */
  70         max_size = f->io_size;
  71         if (max_size > f->real_file_size)
  72                 max_size = f->real_file_size;
  73
  74         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_STRIDED && td->o.zone_range)
  75                 max_size = td->o.zone_range;
  76
  77         if (td->o.min_bs[ddir] > td->o.ba[ddir])
  78                 max_size -= td->o.min_bs[ddir] - td->o.ba[ddir];
  79
  80         max_blocks = max_size / (uint64_t) td->o.ba[ddir];
  81         if (!max_blocks)
  82                 return 0;
  83
  84         return max_blocks;
  85 }
  86
  87 static int __get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  88                                   enum fio_ddir ddir, uint64_t *b,
  89                                   uint64_t lastb)
  90 {
  91         uint64_t r;
  92
  93         if (td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE ||
  94             td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE64) {
  95
  96                 r = __rand(&td->random_state);
  97
  98                 dprint(FD_RANDOM, "off rand %llu\n", (unsigned long long) r);
  99
 100                 *b = lastb * (r / (rand_max(&td->random_state) + 1.0));
 101         } else {
 102                 uint64_t off = 0;
 103
 104                 assert(fio_file_lfsr(f));
 105
 106                 if (lfsr_next(&f->lfsr, &off))
 107                         return 1;
 108
 109                 *b = off;
 110         }
 111
 112         /*
 113          * if we are not maintaining a random map, we are done.
 114          */
 115         if (!file_randommap(td, f))
 116                 goto ret;
 117
 118         /*
 119          * calculate map offset and check if it's free
 120          */
 121         if (random_map_free(f, *b))
 122                 goto ret;
 123
 124         dprint(FD_RANDOM, "get_next_rand_offset: offset %llu busy\n",
 125                                                 (unsigned long long) *b);
 126
 127         *b = axmap_next_free(f->io_axmap, *b);
 128         if (*b == (uint64_t) -1ULL)
 129                 return 1;
 130 ret:
 131         return 0;
 132 }
 133
 134 static int __get_next_rand_offset_zipf(struct thread_data *td,
 135                                        struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 136                                        uint64_t *b)
 137 {
 138         *b = zipf_next(&f->zipf);
 139         return 0;
 140 }
 141
 142 static int __get_next_rand_offset_pareto(struct thread_data *td,
 143                                          struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 144                                          uint64_t *b)
 145 {
 146         *b = pareto_next(&f->zipf);
 147         return 0;
 148 }
 149
 150 static int __get_next_rand_offset_gauss(struct thread_data *td,
 151                                         struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 152                                         uint64_t *b)
 153 {
 154         *b = gauss_next(&f->gauss);
 155         return 0;
 156 }
 157
 158 static int __get_next_rand_offset_zoned_abs(struct thread_data *td,
 159                                             struct fio_file *f,
 160                                             enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 161 {
 162         struct zone_split_index *zsi;
 163         uint64_t lastb, send, stotal;
 164         unsigned int v;
 165
 166         lastb = last_block(td, f, ddir);
 167         if (!lastb)
 168                 return 1;
 169
 170         if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
 171 bail:
 172                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 173         }
 174
 175         /*
 176          * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
 177          */
 178         v = rand_between(&td->zone_state, 1, 100);
 179
 180         /*
 181          * Find our generated table. 'send' is the end block of this zone,
 182          * 'stotal' is our start offset.
 183          */
 184         zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
 185         stotal = zsi->size_prev / td->o.ba[ddir];
 186         send = zsi->size / td->o.ba[ddir];
 187
 188         /*
 189          * Should never happen
 190          */
 191         if (send == -1U) {
 192                 if (!fio_did_warn(FIO_WARN_ZONED_BUG))
 193                         log_err("fio: bug in zoned generation\n");
 194                 goto bail;
 195         } else if (send > lastb) {
 196                 /*
 197                  * This happens if the user specifies ranges that exceed
 198                  * the file/device size. We can't handle that gracefully,
 199                  * so error and exit.
 200                  */
 201                 log_err("fio: zoned_abs sizes exceed file size\n");
 202                 return 1;
 203         }
 204
 205         /*
 206          * Generate index from 0..send-stotal
 207          */
 208         if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, send - stotal) == 1)
 209                 return 1;
 210
 211         *b += stotal;
 212         return 0;
 213 }
 214
 215 static int __get_next_rand_offset_zoned(struct thread_data *td,
 216                                         struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 217                                         uint64_t *b)
 218 {
 219         unsigned int v, send, stotal;
 220         uint64_t offset, lastb;
 221         struct zone_split_index *zsi;
 222
 223         lastb = last_block(td, f, ddir);
 224         if (!lastb)
 225                 return 1;
 226
 227         if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
 228 bail:
 229                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 230         }
 231
 232         /*
 233          * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
 234          */
 235         v = rand_between(&td->zone_state, 1, 100);
 236
 237         zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
 238         stotal = zsi->size_perc_prev;
 239         send = zsi->size_perc;
 240
 241         /*
 242          * Should never happen
 243          */
 244         if (send == -1U) {
 245                 if (!fio_did_warn(FIO_WARN_ZONED_BUG))
 246                         log_err("fio: bug in zoned generation\n");
 247                 goto bail;
 248         }
 249
 250         /*
 251          * 'send' is some percentage below or equal to 100 that
 252          * marks the end of the current IO range. 'stotal' marks
 253          * the start, in percent.
 254          */
 255         if (stotal)
 256                 offset = stotal * lastb / 100ULL;
 257         else
 258                 offset = 0;
 259
 260         lastb = lastb * (send - stotal) / 100ULL;
 261
 262         /*
 263          * Generate index from 0..send-of-lastb
 264          */
 265         if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb) == 1)
 266                 return 1;
 267
 268         /*
 269          * Add our start offset, if any
 270          */
 271         if (offset)
 272                 *b += offset;
 273
 274         return 0;
 275 }
 276
 277 static int get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 278                                 enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 279 {
 280         if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_RANDOM) {
 281                 uint64_t lastb;
 282
 283                 lastb = last_block(td, f, ddir);
 284                 if (!lastb)
 285                         return 1;
 286
 287                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 288         } else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZIPF)
 289                 return __get_next_rand_offset_zipf(td, f, ddir, b);
 290         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_PARETO)
 291                 return __get_next_rand_offset_pareto(td, f, ddir, b);
 292         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_GAUSS)
 293                 return __get_next_rand_offset_gauss(td, f, ddir, b);
 294         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED)
 295                 return __get_next_rand_offset_zoned(td, f, ddir, b);
 296         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED_ABS)
 297                 return __get_next_rand_offset_zoned_abs(td, f, ddir, b);
 298
 299         log_err("fio: unknown random distribution: %d\n", td->o.random_distribution);
 300         return 1;
 301 }
 302
 303 static bool should_do_random(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 304 {
 305         unsigned int v;
 306
 307         if (td->o.perc_rand[ddir] == 100)
 308                 return true;
 309
 310         v = rand_between(&td->seq_rand_state[ddir], 1, 100);
 311
 312         return v <= td->o.perc_rand[ddir];
 313 }
 314
 315 static void loop_cache_invalidate(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 316 {
 317         struct thread_options *o = &td->o;
 318
 319         if (o->invalidate_cache && !o->odirect) {
 320                 int fio_unused ret;
 321
 322                 ret = file_invalidate_cache(td, f);
 323         }
 324 }
 325
 326 static int get_next_rand_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 327                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 328 {
 329         if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
 330                 return 0;
 331
 332         if (td->o.time_based ||
 333             (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)) {
 334                 fio_file_reset(td, f);
 335                 loop_cache_invalidate(td, f);
 336                 if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
 337                         return 0;
 338         }
 339
 340         dprint(FD_IO, "%s: rand offset failed, last=%llu, size=%llu\n",
 341                         f->file_name, (unsigned long long) f->last_pos[ddir],
 342                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 343         return 1;
 344 }
 345
 346 static int get_next_seq_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 347                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *offset)
 348 {
 349         struct thread_options *o = &td->o;
 350
 351         assert(ddir_rw(ddir));
 352
 353         /*
 354          * If we reach the end for a time based run, reset us back to 0
 355          * and invalidate the cache, if we need to.
 356          */
 357         if (f->last_pos[ddir] >= f->io_size + get_start_offset(td, f) &&
 358             o->time_based && o->nr_files == 1) {
 359                 f->last_pos[ddir] = f->file_offset;
 360                 loop_cache_invalidate(td, f);
 361         }
 362
 363         if (f->last_pos[ddir] < f->real_file_size) {
 364                 uint64_t pos;
 365
 366                 /*
 367                  * Only rewind if we already hit the end
 368                  */
 369                 if (f->last_pos[ddir] == f->file_offset &&
 370                     f->file_offset && o->ddir_seq_add < 0) {
 371                         if (f->real_file_size > f->io_size)
 372                                 f->last_pos[ddir] = f->io_size;
 373                         else
 374                                 f->last_pos[ddir] = f->real_file_size;
 375                 }
 376
 377                 pos = f->last_pos[ddir] - f->file_offset;
 378                 if (pos && o->ddir_seq_add) {
 379                         pos += o->ddir_seq_add;
 380
 381                         /*
 382                          * If we reach beyond the end of the file
 383                          * with holed IO, wrap around to the
 384                          * beginning again. If we're doing backwards IO,
 385                          * wrap to the end.
 386                          */
 387                         if (pos >= f->real_file_size) {
 388                                 if (o->ddir_seq_add > 0)
 389                                         pos = f->file_offset;
 390                                 else {
 391                                         if (f->real_file_size > f->io_size)
 392                                                 pos = f->io_size;
 393                                         else
 394                                                 pos = f->real_file_size;
 395
 396                                         pos += o->ddir_seq_add;
 397                                 }
 398                         }
 399                 }
 400
 401                 *offset = pos;
 402                 return 0;
 403         }
 404
 405         return 1;
 406 }
 407
 408 static int get_next_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 409                           enum fio_ddir ddir, int rw_seq,
 410                           bool *is_random)
 411 {
 412         struct fio_file *f = io_u->file;
 413         uint64_t b, offset;
 414         int ret;
 415
 416         assert(ddir_rw(ddir));
 417
 418         b = offset = -1ULL;
 419
 420         if (td_randtrimwrite(td) && ddir == DDIR_WRITE) {
 421                 /* don't mark randommap for these writes */
 422                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 423                 offset = f->last_start[DDIR_TRIM];
 424                 *is_random = true;
 425                 ret = 0;
 426         } else if (rw_seq) {
 427                 if (td_random(td)) {
 428                         if (should_do_random(td, ddir)) {
 429                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 430                                 *is_random = true;
 431                         } else {
 432                                 *is_random = false;
 433                                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 434                                 ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 435                                 if (ret)
 436                                         ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 437                         }
 438                 } else {
 439                         *is_random = false;
 440                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 441                 }
 442         } else {
 443                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 444                 *is_random = false;
 445
 446                 if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_SEQ) {
 447                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 448                         if (ret) {
 449                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 450                                 *is_random = false;
 451                         }
 452                 } else if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_IDENT) {
 453                         if (f->last_start[ddir] != -1ULL)
 454                                 offset = f->last_start[ddir] - f->file_offset;
 455                         else
 456                                 offset = 0;
 457                         ret = 0;
 458                 } else {
 459                         log_err("fio: unknown rw_seq=%d\n", td->o.rw_seq);
 460                         ret = 1;
 461                 }
 462         }
 463
 464         if (!ret) {
 465                 if (offset != -1ULL)
 466                         io_u->offset = offset;
 467                 else if (b != -1ULL)
 468                         io_u->offset = b * td->o.ba[ddir];
 469                 else {
 470                         log_err("fio: bug in offset generation: offset=%llu, b=%llu\n", (unsigned long long) offset, (unsigned long long) b);
 471                         ret = 1;
 472                 }
 473                 io_u->verify_offset = io_u->offset;
 474         }
 475
 476         return ret;
 477 }
 478
 479 /*
 480  * For random io, generate a random new block and see if it's used. Repeat
 481  * until we find a free one. For sequential io, just return the end of
 482  * the last io issued.
 483  */
 484 static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 485                            bool *is_random)
 486 {
 487         struct fio_file *f = io_u->file;
 488         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
 489         int rw_seq_hit = 0;
 490
 491         assert(ddir_rw(ddir));
 492
 493         if (td->o.ddir_seq_nr && !--td->ddir_seq_nr) {
 494                 rw_seq_hit = 1;
 495                 td->ddir_seq_nr = td->o.ddir_seq_nr;
 496         }
 497
 498         if (get_next_block(td, io_u, ddir, rw_seq_hit, is_random))
 499                 return 1;
 500
 501         if (io_u->offset >= f->io_size) {
 502                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= io_size %llu\n",
 503                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 504                                         (unsigned long long) f->io_size);
 505                 return 1;
 506         }
 507
 508         io_u->offset += f->file_offset;
 509         if (io_u->offset >= f->real_file_size) {
 510                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= size %llu\n",
 511                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 512                                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 513                 return 1;
 514         }
 515
 516         io_u->verify_offset = io_u->offset;
 517         return 0;
 518 }
 519
 520 static inline bool io_u_fits(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 521                              unsigned long long buflen)
 522 {
 523         struct fio_file *f = io_u->file;
 524
 525         return io_u->offset + buflen <= f->io_size + get_start_offset(td, f);
 526 }
 527
 528 static unsigned long long get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 529                                     bool is_random)
 530 {
 531         int ddir = io_u->ddir;
 532         unsigned long long buflen = 0;
 533         unsigned long long minbs, maxbs;
 534         uint64_t frand_max, r;
 535         bool power_2;
 536
 537         assert(ddir_rw(ddir));
 538
 539         if (td_randtrimwrite(td) && ddir == DDIR_WRITE) {
 540                 struct fio_file *f = io_u->file;
 541
 542                 return f->last_pos[DDIR_TRIM] - f->last_start[DDIR_TRIM];
 543         }
 544
 545         if (td->o.bs_is_seq_rand)
 546                 ddir = is_random ? DDIR_WRITE : DDIR_READ;
 547
 548         minbs = td->o.min_bs[ddir];
 549         maxbs = td->o.max_bs[ddir];
 550
 551         if (minbs == maxbs)
 552                 return minbs;
 553
 554         /*
 555          * If we can't satisfy the min block size from here, then fail
 556          */
 557         if (!io_u_fits(td, io_u, minbs))
 558                 return 0;
 559
 560         frand_max = rand_max(&td->bsrange_state[ddir]);
 561         do {
 562                 r = __rand(&td->bsrange_state[ddir]);
 563
 564                 if (!td->o.bssplit_nr[ddir]) {
 565                         buflen = minbs + (unsigned long long) ((double) maxbs *
 566                                         (r / (frand_max + 1.0)));
 567                 } else {
 568                         long long perc = 0;
 569                         unsigned int i;
 570
 571                         for (i = 0; i < td->o.bssplit_nr[ddir]; i++) {
 572                                 struct bssplit *bsp = &td->o.bssplit[ddir][i];
 573
 574                                 if (!bsp->perc)
 575                                         continue;
 576                                 buflen = bsp->bs;
 577                                 perc += bsp->perc;
 578                                 if ((r / perc <= frand_max / 100ULL) &&
 579                                     io_u_fits(td, io_u, buflen))
 580                                         break;
 581                         }
 582                 }
 583
 584                 power_2 = is_power_of_2(minbs);
 585                 if (!td->o.bs_unaligned && power_2)
 586                         buflen &= ~(minbs - 1);
 587                 else if (!td->o.bs_unaligned && !power_2)
 588                         buflen -= buflen % minbs;
 589                 if (buflen > maxbs)
 590                         buflen = maxbs;
 591         } while (!io_u_fits(td, io_u, buflen));
 592
 593         return buflen;
 594 }
 595
 596 static void set_rwmix_bytes(struct thread_data *td)
 597 {
 598         unsigned int diff;
 599
 600         /*
 601          * we do time or byte based switch. this is needed because
 602          * buffered writes may issue a lot quicker than they complete,
 603          * whereas reads do not.
 604          */
 605         diff = td->o.rwmix[td->rwmix_ddir ^ 1];
 606         td->rwmix_issues = (td->io_issues[td->rwmix_ddir] * diff) / 100;
 607 }
 608
 609 static inline enum fio_ddir get_rand_ddir(struct thread_data *td)
 610 {
 611         unsigned int v;
 612
 613         v = rand_between(&td->rwmix_state, 1, 100);
 614
 615         if (v <= td->o.rwmix[DDIR_READ])
 616                 return DDIR_READ;
 617
 618         return DDIR_WRITE;
 619 }
 620
 621 int io_u_quiesce(struct thread_data *td)
 622 {
 623         int ret = 0, completed = 0, err = 0;
 624
 625         /*
 626          * We are going to sleep, ensure that we flush anything pending as
 627          * not to skew our latency numbers.
 628          *
 629          * Changed to only monitor 'in flight' requests here instead of the
 630          * td->cur_depth, b/c td->cur_depth does not accurately represent
 631          * io's that have been actually submitted to an async engine,
 632          * and cur_depth is meaningless for sync engines.
 633          */
 634         if (td->io_u_queued || td->cur_depth)
 635                 td_io_commit(td);
 636
 637         while (td->io_u_in_flight) {
 638                 ret = io_u_queued_complete(td, 1);
 639                 if (ret > 0)
 640                         completed += ret;
 641                 else if (ret < 0)
 642                         err = ret;
 643         }
 644
 645         if (td->flags & TD_F_REGROW_LOGS)
 646                 regrow_logs(td);
 647
 648         if (completed)
 649                 return completed;
 650
 651         return err;
 652 }
 653
 654 static enum fio_ddir rate_ddir(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 655 {
 656         enum fio_ddir odir = ddir ^ 1;
 657         uint64_t usec;
 658         uint64_t now;
 659
 660         assert(ddir_rw(ddir));
 661         now = utime_since_now(&td->epoch);
 662
 663         /*
 664          * if rate_next_io_time is in the past, need to catch up to rate
 665          */
 666         if (td->rate_next_io_time[ddir] <= now)
 667                 return ddir;
 668
 669         /*
 670          * We are ahead of rate in this direction. See if we
 671          * should switch.
 672          */
 673         if (td_rw(td) && td->o.rwmix[odir]) {
 674                 /*
 675                  * Other direction is behind rate, switch
 676                  */
 677                 if (td->rate_next_io_time[odir] <= now)
 678                         return odir;
 679
 680                 /*
 681                  * Both directions are ahead of rate. sleep the min,
 682                  * switch if necessary
 683                  */
 684                 if (td->rate_next_io_time[ddir] <=
 685                     td->rate_next_io_time[odir]) {
 686                         usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 687                 } else {
 688                         usec = td->rate_next_io_time[odir] - now;
 689                         ddir = odir;
 690                 }
 691         } else
 692                 usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 693
 694         if (td->o.io_submit_mode == IO_MODE_INLINE)
 695                 io_u_quiesce(td);
 696
 697         if (td->o.timeout && ((usec + now) > td->o.timeout)) {
 698                 /*
 699                  * check if the usec is capable of taking negative values
 700                  */
 701                 if (now > td->o.timeout) {
 702                         ddir = DDIR_INVAL;
 703                         return ddir;
 704                 }
 705                 usec = td->o.timeout - now;
 706         }
 707         usec_sleep(td, usec);
 708
 709         now = utime_since_now(&td->epoch);
 710         if ((td->o.timeout && (now > td->o.timeout)) || td->terminate)
 711                 ddir = DDIR_INVAL;
 712
 713         return ddir;
 714 }
 715
 716 /*
 717  * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
 718  * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
 719  * necessary.
 720  */
 721 static enum fio_ddir get_rw_ddir(struct thread_data *td)
 722 {
 723         enum fio_ddir ddir;
 724
 725         /*
 726          * See if it's time to fsync/fdatasync/sync_file_range first,
 727          * and if not then move on to check regular I/Os.
 728          */
 729         if (should_fsync(td)) {
 730                 if (td->o.fsync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 731                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fsync_blocks))
 732                         return DDIR_SYNC;
 733
 734                 if (td->o.fdatasync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 735                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fdatasync_blocks))
 736                         return DDIR_DATASYNC;
 737
 738                 if (td->sync_file_range_nr && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 739                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->sync_file_range_nr))
 740                         return DDIR_SYNC_FILE_RANGE;
 741         }
 742
 743         if (td_rw(td)) {
 744                 /*
 745                  * Check if it's time to seed a new data direction.
 746                  */
 747                 if (td->io_issues[td->rwmix_ddir] >= td->rwmix_issues) {
 748                         /*
 749                          * Put a top limit on how many bytes we do for
 750                          * one data direction, to avoid overflowing the
 751                          * ranges too much
 752                          */
 753                         ddir = get_rand_ddir(td);
 754
 755                         if (ddir != td->rwmix_ddir)
 756                                 set_rwmix_bytes(td);
 757
 758                         td->rwmix_ddir = ddir;
 759                 }
 760                 ddir = td->rwmix_ddir;
 761         } else if (td_read(td))
 762                 ddir = DDIR_READ;
 763         else if (td_write(td))
 764                 ddir = DDIR_WRITE;
 765         else if (td_trim(td))
 766                 ddir = DDIR_TRIM;
 767         else
 768                 ddir = DDIR_INVAL;
 769
 770         td->rwmix_ddir = rate_ddir(td, ddir);
 771         return td->rwmix_ddir;
 772 }
 773
 774 static void set_rw_ddir(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 775 {
 776         enum fio_ddir ddir = get_rw_ddir(td);
 777
 778         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_ZBD)
 779                 ddir = zbd_adjust_ddir(td, io_u, ddir);
 780
 781         if (td_trimwrite(td)) {
 782                 struct fio_file *f = io_u->file;
 783                 if (f->last_pos[DDIR_WRITE] == f->last_pos[DDIR_TRIM])
 784                         ddir = DDIR_TRIM;
 785                 else
 786                         ddir = DDIR_WRITE;
 787         }
 788
 789         io_u->ddir = io_u->acct_ddir = ddir;
 790
 791         if (io_u->ddir == DDIR_WRITE && td_ioengine_flagged(td, FIO_BARRIER) &&
 792             td->o.barrier_blocks &&
 793            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.barrier_blocks) &&
 794              td->io_issues[DDIR_WRITE])
 795                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BARRIER);
 796 }
 797
 798 void put_file_log(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 799 {
 800         unsigned int ret = put_file(td, f);
 801
 802         if (ret)
 803                 td_verror(td, ret, "file close");
 804 }
 805
 806 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 807 {
 808         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
 809
 810         zbd_put_io_u(td, io_u);
 811
 812         if (td->parent)
 813                 td = td->parent;
 814
 815         if (needs_lock)
 816                 __td_io_u_lock(td);
 817
 818         if (io_u->file && !(io_u->flags & IO_U_F_NO_FILE_PUT))
 819                 put_file_log(td, io_u->file);
 820
 821         io_u->file = NULL;
 822         io_u_set(td, io_u, IO_U_F_FREE);
 823
 824         if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 825                 td->cur_depth--;
 826                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 827         }
 828         io_u_qpush(&td->io_u_freelist, io_u);
 829         td_io_u_free_notify(td);
 830
 831         if (needs_lock)
 832                 __td_io_u_unlock(td);
 833 }
 834
 835 void clear_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 836 {
 837         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 838         put_io_u(td, io_u);
 839 }
 840
 841 void requeue_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 842 {
 843         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
 844         struct io_u *__io_u = *io_u;
 845         enum fio_ddir ddir = acct_ddir(__io_u);
 846
 847         dprint(FD_IO, "requeue %p\n", __io_u);
 848
 849         if (td->parent)
 850                 td = td->parent;
 851
 852         if (needs_lock)
 853                 __td_io_u_lock(td);
 854
 855         io_u_set(td, __io_u, IO_U_F_FREE);
 856         if ((__io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT) && ddir_rw(ddir))
 857                 td->io_issues[ddir]--;
 858
 859         io_u_clear(td, __io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 860         if (__io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 861                 td->cur_depth--;
 862                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 863         }
 864
 865         io_u_rpush(&td->io_u_requeues, __io_u);
 866         td_io_u_free_notify(td);
 867
 868         if (needs_lock)
 869                 __td_io_u_unlock(td);
 870
 871         *io_u = NULL;
 872 }
 873
 874 static void setup_strided_zone_mode(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 875 {
 876         struct fio_file *f = io_u->file;
 877
 878         assert(td->o.zone_mode == ZONE_MODE_STRIDED);
 879         assert(td->o.zone_size);
 880         assert(td->o.zone_range);
 881
 882         /*
 883          * See if it's time to switch to a new zone
 884          */
 885         if (td->zone_bytes >= td->o.zone_size) {
 886                 td->zone_bytes = 0;
 887                 f->file_offset += td->o.zone_range + td->o.zone_skip;
 888
 889                 /*
 890                  * Wrap from the beginning, if we exceed the file size
 891                  */
 892                 if (f->file_offset >= f->real_file_size)
 893                         f->file_offset = get_start_offset(td, f);
 894
 895                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
 896                 td->io_skip_bytes += td->o.zone_skip;
 897         }
 898
 899         /*
 900          * If zone_size > zone_range, then maintain the same zone until
 901          * zone_bytes >= zone_size.
 902          */
 903         if (f->last_pos[io_u->ddir] >= (f->file_offset + td->o.zone_range)) {
 904                 dprint(FD_IO, "io_u maintain zone offset=%" PRIu64 "/last_pos=%" PRIu64 "\n",
 905                                 f->file_offset, f->last_pos[io_u->ddir]);
 906                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
 907         }
 908
 909         /*
 910          * For random: if 'norandommap' is not set and zone_size > zone_range,
 911          * map needs to be reset as it's done with zone_range everytime.
 912          */
 913         if ((td->zone_bytes % td->o.zone_range) == 0)
 914                 fio_file_reset(td, f);
 915 }
 916
 917 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 918 {
 919         bool is_random;
 920         uint64_t offset;
 921         enum io_u_action ret;
 922
 923         if (td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO))
 924                 goto out;
 925
 926         set_rw_ddir(td, io_u);
 927
 928         if (io_u->ddir == DDIR_INVAL) {
 929                 dprint(FD_IO, "invalid direction received ddir = %d", io_u->ddir);
 930                 return 1;
 931         }
 932         /*
 933          * fsync() or fdatasync() or trim etc, we are done
 934          */
 935         if (!ddir_rw(io_u->ddir))
 936                 goto out;
 937
 938         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_STRIDED)
 939                 setup_strided_zone_mode(td, io_u);
 940         else if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_ZBD)
 941                 setup_zbd_zone_mode(td, io_u);
 942
 943         /*
 944          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next buflen and
 945          * position.
 946          */
 947         if (get_next_offset(td, io_u, &is_random)) {
 948                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting offset\n", io_u);
 949                 return 1;
 950         }
 951
 952         io_u->buflen = get_next_buflen(td, io_u, is_random);
 953         if (!io_u->buflen) {
 954                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting buflen\n", io_u);
 955                 return 1;
 956         }
 957
 958         offset = io_u->offset;
 959         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_ZBD) {
 960                 ret = zbd_adjust_block(td, io_u);
 961                 if (ret == io_u_eof)
 962                         return 1;
 963         }
 964
 965         if (io_u->offset + io_u->buflen > io_u->file->real_file_size) {
 966                 dprint(FD_IO, "io_u %p, off=0x%llx + len=0x%llx exceeds file size=0x%llx\n",
 967                         io_u,
 968                         (unsigned long long) io_u->offset, io_u->buflen,
 969                         (unsigned long long) io_u->file->real_file_size);
 970                 return 1;
 971         }
 972
 973         /*
 974          * mark entry before potentially trimming io_u
 975          */
 976         if (td_random(td) && file_randommap(td, io_u->file))
 977                 io_u->buflen = mark_random_map(td, io_u, offset, io_u->buflen);
 978
 979 out:
 980         dprint_io_u(io_u, "fill");
 981         io_u->verify_offset = io_u->offset;
 982         td->zone_bytes += io_u->buflen;
 983         return 0;
 984 }
 985
 986 static void __io_u_mark_map(uint64_t *map, unsigned int nr)
 987 {
 988         int idx = 0;
 989
 990         switch (nr) {
 991         default:
 992                 idx = 6;
 993                 break;
 994         case 33 ... 64:
 995                 idx = 5;
 996                 break;
 997         case 17 ... 32:
 998                 idx = 4;
 999                 break;
1000         case 9 ... 16:
1001                 idx = 3;
1002                 break;
1003         case 5 ... 8:
1004                 idx = 2;
1005                 break;
1006         case 1 ... 4:
1007                 idx = 1;
1008                 fio_fallthrough;
1009         case 0:
1010                 break;
1011         }
1012
1013         map[idx]++;
1014 }
1015
1016 void io_u_mark_submit(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1017 {
1018         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_submit, nr);
1019         td->ts.total_submit++;
1020 }
1021
1022 void io_u_mark_complete(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1023 {
1024         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_complete, nr);
1025         td->ts.total_complete++;
1026 }
1027
1028 void io_u_mark_depth(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1029 {
1030         int idx = 0;
1031
1032         switch (td->cur_depth) {
1033         default:
1034                 idx = 6;
1035                 break;
1036         case 32 ... 63:
1037                 idx = 5;
1038                 break;
1039         case 16 ... 31:
1040                 idx = 4;
1041                 break;
1042         case 8 ... 15:
1043                 idx = 3;
1044                 break;
1045         case 4 ... 7:
1046                 idx = 2;
1047                 break;
1048         case 2 ... 3:
1049                 idx = 1;
1050                 fio_fallthrough;
1051         case 1:
1052                 break;
1053         }
1054
1055         td->ts.io_u_map[idx] += nr;
1056 }
1057
1058 static void io_u_mark_lat_nsec(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1059 {
1060         int idx = 0;
1061
1062         assert(nsec < 1000);
1063
1064         switch (nsec) {
1065         case 750 ... 999:
1066                 idx = 9;
1067                 break;
1068         case 500 ... 749:
1069                 idx = 8;
1070                 break;
1071         case 250 ... 499:
1072                 idx = 7;
1073                 break;
1074         case 100 ... 249:
1075                 idx = 6;
1076                 break;
1077         case 50 ... 99:
1078                 idx = 5;
1079                 break;
1080         case 20 ... 49:
1081                 idx = 4;
1082                 break;
1083         case 10 ... 19:
1084                 idx = 3;
1085                 break;
1086         case 4 ... 9:
1087                 idx = 2;
1088                 break;
1089         case 2 ... 3:
1090                 idx = 1;
1091                 fio_fallthrough;
1092         case 0 ... 1:
1093                 break;
1094         }
1095
1096         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_N_NR);
1097         td->ts.io_u_lat_n[idx]++;
1098 }
1099
1100 static void io_u_mark_lat_usec(struct thread_data *td, unsigned long long usec)
1101 {
1102         int idx = 0;
1103
1104         assert(usec < 1000 && usec >= 1);
1105
1106         switch (usec) {
1107         case 750 ... 999:
1108                 idx = 9;
1109                 break;
1110         case 500 ... 749:
1111                 idx = 8;
1112                 break;
1113         case 250 ... 499:
1114                 idx = 7;
1115                 break;
1116         case 100 ... 249:
1117                 idx = 6;
1118                 break;
1119         case 50 ... 99:
1120                 idx = 5;
1121                 break;
1122         case 20 ... 49:
1123                 idx = 4;
1124                 break;
1125         case 10 ... 19:
1126                 idx = 3;
1127                 break;
1128         case 4 ... 9:
1129                 idx = 2;
1130                 break;
1131         case 2 ... 3:
1132                 idx = 1;
1133                 fio_fallthrough;
1134         case 0 ... 1:
1135                 break;
1136         }
1137
1138         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_U_NR);
1139         td->ts.io_u_lat_u[idx]++;
1140 }
1141
1142 static void io_u_mark_lat_msec(struct thread_data *td, unsigned long long msec)
1143 {
1144         int idx = 0;
1145
1146         assert(msec >= 1);
1147
1148         switch (msec) {
1149         default:
1150                 idx = 11;
1151                 break;
1152         case 1000 ... 1999:
1153                 idx = 10;
1154                 break;
1155         case 750 ... 999:
1156                 idx = 9;
1157                 break;
1158         case 500 ... 749:
1159                 idx = 8;
1160                 break;
1161         case 250 ... 499:
1162                 idx = 7;
1163                 break;
1164         case 100 ... 249:
1165                 idx = 6;
1166                 break;
1167         case 50 ... 99:
1168                 idx = 5;
1169                 break;
1170         case 20 ... 49:
1171                 idx = 4;
1172                 break;
1173         case 10 ... 19:
1174                 idx = 3;
1175                 break;
1176         case 4 ... 9:
1177                 idx = 2;
1178                 break;
1179         case 2 ... 3:
1180                 idx = 1;
1181                 fio_fallthrough;
1182         case 0 ... 1:
1183                 break;
1184         }
1185
1186         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_M_NR);
1187         td->ts.io_u_lat_m[idx]++;
1188 }
1189
1190 static void io_u_mark_latency(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1191 {
1192         if (nsec < 1000)
1193                 io_u_mark_lat_nsec(td, nsec);
1194         else if (nsec < 1000000)
1195                 io_u_mark_lat_usec(td, nsec / 1000);
1196         else
1197                 io_u_mark_lat_msec(td, nsec / 1000000);
1198 }
1199
1200 static unsigned int __get_next_fileno_rand(struct thread_data *td)
1201 {
1202         unsigned long fileno;
1203
1204         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RANDOM) {
1205                 uint64_t frand_max = rand_max(&td->next_file_state);
1206                 unsigned long r;
1207
1208                 r = __rand(&td->next_file_state);
1209                 return (unsigned int) ((double) td->o.nr_files
1210                                 * (r / (frand_max + 1.0)));
1211         }
1212
1213         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_ZIPF)
1214                 fileno = zipf_next(&td->next_file_zipf);
1215         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_PARETO)
1216                 fileno = pareto_next(&td->next_file_zipf);
1217         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_GAUSS)
1218                 fileno = gauss_next(&td->next_file_gauss);
1219         else {
1220                 log_err("fio: bad file service type: %d\n", td->o.file_service_type);
1221                 assert(0);
1222                 return 0;
1223         }
1224
1225         return fileno >> FIO_FSERVICE_SHIFT;
1226 }
1227
1228 /*
1229  * Get next file to service by choosing one at random
1230  */
1231 static struct fio_file *get_next_file_rand(struct thread_data *td,
1232                                            enum fio_file_flags goodf,
1233                                            enum fio_file_flags badf)
1234 {
1235         struct fio_file *f;
1236         int fno;
1237
1238         do {
1239                 int opened = 0;
1240
1241                 fno = __get_next_fileno_rand(td);
1242
1243                 f = td->files[fno];
1244                 if (fio_file_done(f))
1245                         continue;
1246
1247                 if (!fio_file_open(f)) {
1248                         int err;
1249
1250                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1251                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1252
1253                         err = td_io_open_file(td, f);
1254                         if (err)
1255                                 continue;
1256                         opened = 1;
1257                 }
1258
1259                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf)) {
1260                         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rand: %p\n", f);
1261                         return f;
1262                 }
1263                 if (opened)
1264                         td_io_close_file(td, f);
1265         } while (1);
1266 }
1267
1268 /*
1269  * Get next file to service by doing round robin between all available ones
1270  */
1271 static struct fio_file *get_next_file_rr(struct thread_data *td, int goodf,
1272                                          int badf)
1273 {
1274         unsigned int old_next_file = td->next_file;
1275         struct fio_file *f;
1276
1277         do {
1278                 int opened = 0;
1279
1280                 f = td->files[td->next_file];
1281
1282                 td->next_file++;
1283                 if (td->next_file >= td->o.nr_files)
1284                         td->next_file = 0;
1285
1286                 dprint(FD_FILE, "trying file %s %x\n", f->file_name, f->flags);
1287                 if (fio_file_done(f)) {
1288                         f = NULL;
1289                         continue;
1290                 }
1291
1292                 if (!fio_file_open(f)) {
1293                         int err;
1294
1295                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1296                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1297
1298                         err = td_io_open_file(td, f);
1299                         if (err) {
1300                                 dprint(FD_FILE, "error %d on open of %s\n",
1301                                         err, f->file_name);
1302                                 f = NULL;
1303                                 continue;
1304                         }
1305                         opened = 1;
1306                 }
1307
1308                 dprint(FD_FILE, "goodf=%x, badf=%x, ff=%x\n", goodf, badf,
1309                                                                 f->flags);
1310                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf))
1311                         break;
1312
1313                 if (opened)
1314                         td_io_close_file(td, f);
1315
1316                 f = NULL;
1317         } while (td->next_file != old_next_file);
1318
1319         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rr: %p\n", f);
1320         return f;
1321 }
1322
1323 static struct fio_file *__get_next_file(struct thread_data *td)
1324 {
1325         struct fio_file *f;
1326
1327         assert(td->o.nr_files <= td->files_index);
1328
1329         if (td->nr_done_files >= td->o.nr_files) {
1330                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: nr_open=%d, nr_done=%d,"
1331                                 " nr_files=%d\n", td->nr_open_files,
1332                                                   td->nr_done_files,
1333                                                   td->o.nr_files);
1334                 return NULL;
1335         }
1336
1337         f = td->file_service_file;
1338         if (f && fio_file_open(f) && !fio_file_closing(f)) {
1339                 if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1340                         goto out;
1341                 if (td->file_service_left) {
1342                   td->file_service_left--;
1343                   goto out;
1344                 }
1345         }
1346
1347         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RR ||
1348             td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1349                 f = get_next_file_rr(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1350         else
1351                 f = get_next_file_rand(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1352
1353         if (IS_ERR(f))
1354                 return f;
1355
1356         td->file_service_file = f;
1357         td->file_service_left = td->file_service_nr - 1;
1358 out:
1359         if (f)
1360                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: %p [%s]\n", f, f->file_name);
1361         else
1362                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: NULL\n");
1363         return f;
1364 }
1365
1366 static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
1367 {
1368         return __get_next_file(td);
1369 }
1370
1371 static long set_io_u_file(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1372 {
1373         struct fio_file *f;
1374
1375         do {
1376                 f = get_next_file(td);
1377                 if (IS_ERR_OR_NULL(f))
1378                         return PTR_ERR(f);
1379
1380                 io_u->file = f;
1381                 get_file(f);
1382
1383                 if (!fill_io_u(td, io_u))
1384                         break;
1385
1386                 zbd_put_io_u(td, io_u);
1387
1388                 put_file_log(td, f);
1389                 td_io_close_file(td, f);
1390                 io_u->file = NULL;
1391                 if (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)
1392                         fio_file_reset(td, f);
1393                 else {
1394                         fio_file_set_done(f);
1395                         td->nr_done_files++;
1396                         dprint(FD_FILE, "%s: is done (%d of %d)\n", f->file_name,
1397                                         td->nr_done_files, td->o.nr_files);
1398                 }
1399         } while (1);
1400
1401         return 0;
1402 }
1403
1404 static void lat_fatal(struct thread_data *td, struct io_u *io_u, struct io_completion_data *icd,
1405                       unsigned long long tnsec, unsigned long long max_nsec)
1406 {
1407         if (!td->error) {
1408                 log_err("fio: latency of %llu nsec exceeds specified max (%llu nsec): %s %s %llu %llu\n",
1409                                         tnsec, max_nsec,
1410                                         io_u->file->file_name,
1411                                         io_ddir_name(io_u->ddir),
1412                                         io_u->offset, io_u->buflen);
1413         }
1414         td_verror(td, ETIMEDOUT, "max latency exceeded");
1415         icd->error = ETIMEDOUT;
1416 }
1417
1418 static void lat_new_cycle(struct thread_data *td)
1419 {
1420         fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1421         td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1422         td->latency_failed = 0;
1423 }
1424
1425 /*
1426  * We had an IO outside the latency target. Reduce the queue depth. If we
1427  * are at QD=1, then it's time to give up.
1428  */
1429 static bool __lat_target_failed(struct thread_data *td)
1430 {
1431         if (td->latency_qd == 1)
1432                 return true;
1433
1434         td->latency_qd_high = td->latency_qd;
1435
1436         if (td->latency_qd == td->latency_qd_low)
1437                 td->latency_qd_low--;
1438
1439         td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_low) / 2;
1440         td->latency_stable_count = 0;
1441
1442         dprint(FD_RATE, "Ramped down: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1443
1444         /*
1445          * When we ramp QD down, quiesce existing IO to prevent
1446          * a storm of ramp downs due to pending higher depth.
1447          */
1448         io_u_quiesce(td);
1449         lat_new_cycle(td);
1450         return false;
1451 }
1452
1453 static bool lat_target_failed(struct thread_data *td)
1454 {
1455         if (td->o.latency_percentile.u.f == 100.0)
1456                 return __lat_target_failed(td);
1457
1458         td->latency_failed++;
1459         return false;
1460 }
1461
1462 void lat_target_init(struct thread_data *td)
1463 {
1464         td->latency_end_run = 0;
1465
1466         if (td->o.latency_target) {
1467                 dprint(FD_RATE, "Latency target=%llu\n", td->o.latency_target);
1468                 fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1469                 td->latency_qd = 1;
1470                 td->latency_qd_high = td->o.iodepth;
1471                 td->latency_qd_low = 1;
1472                 td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1473         } else
1474                 td->latency_qd = td->o.iodepth;
1475 }
1476
1477 void lat_target_reset(struct thread_data *td)
1478 {
1479         if (!td->latency_end_run)
1480                 lat_target_init(td);
1481 }
1482
1483 static void lat_target_success(struct thread_data *td)
1484 {
1485         const unsigned int qd = td->latency_qd;
1486         struct thread_options *o = &td->o;
1487
1488         td->latency_qd_low = td->latency_qd;
1489
1490         if (td->latency_qd + 1 == td->latency_qd_high) {
1491                 /*
1492                  * latency_qd will not incease on lat_target_success(), so
1493                  * called stable. If we stick with this queue depth, the
1494                  * final latency is likely lower than latency_target. Fix
1495                  * this by increasing latency_qd_high slowly. Use a naive
1496                  * heuristic here. If we get lat_target_success() 3 times
1497                  * in a row, increase latency_qd_high by 1.
1498                  */
1499                 if (++td->latency_stable_count >= 3) {
1500                         td->latency_qd_high++;
1501                         td->latency_stable_count = 0;
1502                 }
1503         }
1504
1505         /*
1506          * If we haven't failed yet, we double up to a failing value instead
1507          * of bisecting from highest possible queue depth. If we have set
1508          * a limit other than td->o.iodepth, bisect between that.
1509          */
1510         if (td->latency_qd_high != o->iodepth)
1511                 td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_high) / 2;
1512         else
1513                 td->latency_qd *= 2;
1514
1515         if (td->latency_qd > o->iodepth)
1516                 td->latency_qd = o->iodepth;
1517
1518         dprint(FD_RATE, "Ramped up: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1519
1520         /*
1521          * Same as last one, we are done. Let it run a latency cycle, so
1522          * we get only the results from the targeted depth.
1523          */
1524         if (!o->latency_run && td->latency_qd == qd) {
1525                 if (td->latency_end_run) {
1526                         dprint(FD_RATE, "We are done\n");
1527                         td->done = 1;
1528                 } else {
1529                         dprint(FD_RATE, "Quiesce and final run\n");
1530                         io_u_quiesce(td);
1531                         td->latency_end_run = 1;
1532                         reset_all_stats(td);
1533                         reset_io_stats(td);
1534                 }
1535         }
1536
1537         lat_new_cycle(td);
1538 }
1539
1540 /*
1541  * Check if we can bump the queue depth
1542  */
1543 void lat_target_check(struct thread_data *td)
1544 {
1545         uint64_t usec_window;
1546         uint64_t ios;
1547         double success_ios;
1548
1549         usec_window = utime_since_now(&td->latency_ts);
1550         if (usec_window < td->o.latency_window)
1551                 return;
1552
1553         ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks) - td->latency_ios;
1554         success_ios = (double) (ios - td->latency_failed) / (double) ios;
1555         success_ios *= 100.0;
1556
1557         dprint(FD_RATE, "Success rate: %.2f%% (target %.2f%%)\n", success_ios, td->o.latency_percentile.u.f);
1558
1559         if (success_ios >= td->o.latency_percentile.u.f)
1560                 lat_target_success(td);
1561         else
1562                 __lat_target_failed(td);
1563 }
1564
1565 /*
1566  * If latency target is enabled, we might be ramping up or down and not
1567  * using the full queue depth available.
1568  */
1569 bool queue_full(const struct thread_data *td)
1570 {
1571         const int qempty = io_u_qempty(&td->io_u_freelist);
1572
1573         if (qempty)
1574                 return true;
1575         if (!td->o.latency_target)
1576                 return false;
1577
1578         return td->cur_depth >= td->latency_qd;
1579 }
1580
1581 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
1582 {
1583         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
1584         struct io_u *io_u = NULL;
1585         int ret;
1586
1587         if (td->stop_io)
1588                 return NULL;
1589
1590         if (needs_lock)
1591                 __td_io_u_lock(td);
1592
1593 again:
1594         if (!io_u_rempty(&td->io_u_requeues)) {
1595                 io_u = io_u_rpop(&td->io_u_requeues);
1596                 io_u->resid = 0;
1597         } else if (!queue_full(td)) {
1598                 io_u = io_u_qpop(&td->io_u_freelist);
1599
1600                 io_u->file = NULL;
1601                 io_u->buflen = 0;
1602                 io_u->resid = 0;
1603                 io_u->end_io = NULL;
1604         }
1605
1606         if (io_u) {
1607                 assert(io_u->flags & IO_U_F_FREE);
1608                 io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FREE | IO_U_F_NO_FILE_PUT |
1609                                  IO_U_F_TRIMMED | IO_U_F_BARRIER |
1610                                  IO_U_F_VER_LIST);
1611
1612                 io_u->error = 0;
1613                 io_u->acct_ddir = -1;
1614                 td->cur_depth++;
1615                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1616                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_IN_CUR_DEPTH);
1617                 io_u->ipo = NULL;
1618         } else if (td_async_processing(td)) {
1619                 /*
1620                  * We ran out, wait for async verify threads to finish and
1621                  * return one
1622                  */
1623                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1624                 ret = pthread_cond_wait(&td->free_cond, &td->io_u_lock);
1625                 assert(ret == 0);
1626                 if (!td->error)
1627                         goto again;
1628         }
1629
1630         if (needs_lock)
1631                 __td_io_u_unlock(td);
1632
1633         return io_u;
1634 }
1635
1636 static bool check_get_trim(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1637 {
1638         if (!(td->flags & TD_F_TRIM_BACKLOG))
1639                 return false;
1640         if (!td->trim_entries)
1641                 return false;
1642
1643         if (td->trim_batch) {
1644                 td->trim_batch--;
1645                 if (get_next_trim(td, io_u))
1646                         return true;
1647         } else if (!(td->io_hist_len % td->o.trim_backlog) &&
1648                      td->last_ddir != DDIR_READ) {
1649                 td->trim_batch = td->o.trim_batch;
1650                 if (!td->trim_batch)
1651                         td->trim_batch = td->o.trim_backlog;
1652                 if (get_next_trim(td, io_u))
1653                         return true;
1654         }
1655
1656         return false;
1657 }
1658
1659 static bool check_get_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1660 {
1661         if (!(td->flags & TD_F_VER_BACKLOG))
1662                 return false;
1663
1664         if (td->io_hist_len) {
1665                 int get_verify = 0;
1666
1667                 if (td->verify_batch)
1668                         get_verify = 1;
1669                 else if (!(td->io_hist_len % td->o.verify_backlog) &&
1670                          td->last_ddir != DDIR_READ) {
1671                         td->verify_batch = td->o.verify_batch;
1672                         if (!td->verify_batch)
1673                                 td->verify_batch = td->o.verify_backlog;
1674                         get_verify = 1;
1675                 }
1676
1677                 if (get_verify && !get_next_verify(td, io_u)) {
1678                         td->verify_batch--;
1679                         return true;
1680                 }
1681         }
1682
1683         return false;
1684 }
1685
1686 /*
1687  * Fill offset and start time into the buffer content, to prevent too
1688  * easy compressible data for simple de-dupe attempts. Do this for every
1689  * 512b block in the range, since that should be the smallest block size
1690  * we can expect from a device.
1691  */
1692 static void small_content_scramble(struct io_u *io_u)
1693 {
1694         unsigned long long i, nr_blocks = io_u->buflen >> 9;
1695         unsigned int offset;
1696         uint64_t boffset, *iptr;
1697         char *p;
1698
1699         if (!nr_blocks)
1700                 return;
1701
1702         p = io_u->xfer_buf;
1703         boffset = io_u->offset;
1704
1705         if (io_u->buf_filled_len)
1706                 io_u->buf_filled_len = 0;
1707
1708         /*
1709          * Generate random index between 0..7. We do chunks of 512b, if
1710          * we assume a cacheline is 64 bytes, then we have 8 of those.
1711          * Scramble content within the blocks in the same cacheline to
1712          * speed things up.
1713          */
1714         offset = (io_u->start_time.tv_nsec ^ boffset) & 7;
1715
1716         for (i = 0; i < nr_blocks; i++) {
1717                 /*
1718                  * Fill offset into start of cacheline, time into end
1719                  * of cacheline
1720                  */
1721                 iptr = (void *) p + (offset << 6);
1722                 *iptr = boffset;
1723
1724                 iptr = (void *) p + 64 - 2 * sizeof(uint64_t);
1725                 iptr[0] = io_u->start_time.tv_sec;
1726                 iptr[1] = io_u->start_time.tv_nsec;
1727
1728                 p += 512;
1729                 boffset += 512;
1730         }
1731 }
1732
1733 /*
1734  * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
1735  * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped, populated and submitted.
1736  */
1737 struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
1738 {
1739         struct fio_file *f;
1740         struct io_u *io_u;
1741         int do_scramble = 0;
1742         long ret = 0;
1743
1744         io_u = __get_io_u(td);
1745         if (!io_u) {
1746                 dprint(FD_IO, "__get_io_u failed\n");
1747                 return NULL;
1748         }
1749
1750         if (check_get_verify(td, io_u))
1751                 goto out;
1752         if (check_get_trim(td, io_u))
1753                 goto out;
1754
1755         /*
1756          * from a requeue, io_u already setup
1757          */
1758         if (io_u->file)
1759                 goto out;
1760
1761         /*
1762          * If using an iolog, grab next piece if any available.
1763          */
1764         if (td->flags & TD_F_READ_IOLOG) {
1765                 if (read_iolog_get(td, io_u))
1766                         goto err_put;
1767         } else if (set_io_u_file(td, io_u)) {
1768                 ret = -EBUSY;
1769                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1770                 goto err_put;
1771         }
1772
1773         f = io_u->file;
1774         if (!f) {
1775                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1776                 goto err_put;
1777         }
1778
1779         assert(fio_file_open(f));
1780
1781         if (ddir_rw(io_u->ddir)) {
1782                 if (!io_u->buflen && !td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO)) {
1783                         dprint(FD_IO, "get_io_u: zero buflen on %p\n", io_u);
1784                         goto err_put;
1785                 }
1786
1787                 f->last_start[io_u->ddir] = io_u->offset;
1788                 f->last_pos[io_u->ddir] = io_u->offset + io_u->buflen;
1789
1790                 if (io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
1791                         if (td->flags & TD_F_REFILL_BUFFERS) {
1792                                 io_u_fill_buffer(td, io_u,
1793                                         td->o.min_bs[DDIR_WRITE],
1794                                         io_u->buflen);
1795                         } else if ((td->flags & TD_F_SCRAMBLE_BUFFERS) &&
1796                                    !(td->flags & TD_F_COMPRESS) &&
1797                                    !(td->flags & TD_F_DO_VERIFY))
1798                                 do_scramble = 1;
1799                 } else if (io_u->ddir == DDIR_READ) {
1800                         /*
1801                          * Reset the buf_filled parameters so next time if the
1802                          * buffer is used for writes it is refilled.
1803                          */
1804                         io_u->buf_filled_len = 0;
1805                 }
1806         }
1807
1808         /*
1809          * Set io data pointers.
1810          */
1811         io_u->xfer_buf = io_u->buf;
1812         io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
1813
1814         /*
1815          * Remember the issuing context priority. The IO engine may change this.
1816          */
1817         io_u->ioprio = td->ioprio;
1818         io_u->clat_prio_index = 0;
1819 out:
1820         assert(io_u->file);
1821         if (!td_io_prep(td, io_u)) {
1822                 if (!td->o.disable_lat)
1823                         fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
1824
1825                 if (do_scramble)
1826                         small_content_scramble(io_u);
1827
1828                 return io_u;
1829         }
1830 err_put:
1831         dprint(FD_IO, "get_io_u failed\n");
1832         put_io_u(td, io_u);
1833         return ERR_PTR(ret);
1834 }
1835
1836 static void __io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1837 {
1838         enum error_type_bit eb = td_error_type(io_u->ddir, io_u->error);
1839
1840         if (td_non_fatal_error(td, eb, io_u->error) && !td->o.error_dump)
1841                 return;
1842
1843         log_err("fio: io_u error%s%s: %s: %s offset=%llu, buflen=%llu\n",
1844                 io_u->file ? " on file " : "",
1845                 io_u->file ? io_u->file->file_name : "",
1846                 strerror(io_u->error),
1847                 io_ddir_name(io_u->ddir),
1848                 io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
1849
1850         if (td->io_ops->errdetails) {
1851                 char *err = td->io_ops->errdetails(io_u);
1852
1853                 log_err("fio: %s\n", err);
1854                 free(err);
1855         }
1856
1857         if (!td->error)
1858                 td_verror(td, io_u->error, "io_u error");
1859 }
1860
1861 void io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1862 {
1863         __io_u_log_error(td, io_u);
1864         if (td->parent)
1865                 __io_u_log_error(td->parent, io_u);
1866 }
1867
1868 static inline bool gtod_reduce(struct thread_data *td)
1869 {
1870         return (td->o.disable_clat && td->o.disable_slat && td->o.disable_bw)
1871                         || td->o.gtod_reduce;
1872 }
1873
1874 static void trim_block_info(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1875 {
1876         uint32_t *info = io_u_block_info(td, io_u);
1877
1878         if (BLOCK_INFO_STATE(*info) >= BLOCK_STATE_TRIM_FAILURE)
1879                 return;
1880
1881         *info = BLOCK_INFO(BLOCK_STATE_TRIMMED, BLOCK_INFO_TRIMS(*info) + 1);
1882 }
1883
1884 static void account_io_completion(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1885                                   struct io_completion_data *icd,
1886                                   const enum fio_ddir idx, unsigned int bytes)
1887 {
1888         const int no_reduce = !gtod_reduce(td);
1889         unsigned long long llnsec = 0;
1890
1891         if (td->parent)
1892                 td = td->parent;
1893
1894         if (!td->o.stats || td_ioengine_flagged(td, FIO_NOSTATS))
1895                 return;
1896
1897         if (no_reduce)
1898                 llnsec = ntime_since(&io_u->issue_time, &icd->time);
1899
1900         if (!td->o.disable_lat) {
1901                 unsigned long long tnsec;
1902
1903                 tnsec = ntime_since(&io_u->start_time, &icd->time);
1904                 add_lat_sample(td, idx, tnsec, bytes, io_u->offset,
1905                                io_u->ioprio, io_u->clat_prio_index);
1906
1907                 if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
1908                         struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
1909
1910                         if (ops->io_u_lat)
1911                                 icd->error = ops->io_u_lat(td, tnsec);
1912                 }
1913
1914                 if (ddir_rw(idx)) {
1915                         if (td->o.max_latency[idx] && tnsec > td->o.max_latency[idx])
1916                                 lat_fatal(td, io_u, icd, tnsec, td->o.max_latency[idx]);
1917                         if (td->o.latency_target && tnsec > td->o.latency_target) {
1918                                 if (lat_target_failed(td))
1919                                         lat_fatal(td, io_u, icd, tnsec, td->o.latency_target);
1920                         }
1921                 }
1922         }
1923
1924         if (ddir_rw(idx)) {
1925                 if (!td->o.disable_clat) {
1926                         add_clat_sample(td, idx, llnsec, bytes, io_u->offset,
1927                                         io_u->ioprio, io_u->clat_prio_index);
1928                         io_u_mark_latency(td, llnsec);
1929                 }
1930
1931                 if (!td->o.disable_bw && per_unit_log(td->bw_log))
1932                         add_bw_sample(td, io_u, bytes, llnsec);
1933
1934                 if (no_reduce && per_unit_log(td->iops_log))
1935                         add_iops_sample(td, io_u, bytes);
1936         } else if (ddir_sync(idx) && !td->o.disable_clat)
1937                 add_sync_clat_sample(&td->ts, llnsec);
1938
1939         if (td->ts.nr_block_infos && io_u->ddir == DDIR_TRIM)
1940                 trim_block_info(td, io_u);
1941 }
1942
1943 static void file_log_write_comp(const struct thread_data *td, struct fio_file *f,
1944                                 uint64_t offset, unsigned int bytes)
1945 {
1946         int idx;
1947
1948         if (!f)
1949                 return;
1950
1951         if (f->first_write == -1ULL || offset < f->first_write)
1952                 f->first_write = offset;
1953         if (f->last_write == -1ULL || ((offset + bytes) > f->last_write))
1954                 f->last_write = offset + bytes;
1955
1956         if (!f->last_write_comp)
1957                 return;
1958
1959         idx = f->last_write_idx++;
1960         f->last_write_comp[idx] = offset;
1961         if (f->last_write_idx == td->o.iodepth)
1962                 f->last_write_idx = 0;
1963 }
1964
1965 static bool should_account(struct thread_data *td)
1966 {
1967         return ramp_time_over(td) && (td->runstate == TD_RUNNING ||
1968                                            td->runstate == TD_VERIFYING);
1969 }
1970
1971 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u **io_u_ptr,
1972                          struct io_completion_data *icd)
1973 {
1974         struct io_u *io_u = *io_u_ptr;
1975         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
1976         struct fio_file *f = io_u->file;
1977
1978         dprint_io_u(io_u, "complete");
1979
1980         assert(io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT);
1981         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT | IO_U_F_BUSY_OK);
1982
1983         /*
1984          * Mark IO ok to verify
1985          */
1986         if (io_u->ipo) {
1987                 /*
1988                  * Remove errored entry from the verification list
1989                  */
1990                 if (io_u->error)
1991                         unlog_io_piece(td, io_u);
1992                 else {
1993                         atomic_store_release(&io_u->ipo->flags,
1994                                         io_u->ipo->flags & ~IP_F_IN_FLIGHT);
1995                 }
1996         }
1997
1998         if (ddir_sync(ddir)) {
1999                 td->last_was_sync = true;
2000                 if (f) {
2001                         f->first_write = -1ULL;
2002                         f->last_write = -1ULL;
2003                 }
2004                 if (should_account(td))
2005                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, io_u->buflen);
2006                 return;
2007         }
2008
2009         td->last_was_sync = false;
2010         td->last_ddir = ddir;
2011
2012         if (!io_u->error && ddir_rw(ddir)) {
2013                 unsigned long long bytes = io_u->xfer_buflen - io_u->resid;
2014                 int ret;
2015
2016                 /*
2017                  * Make sure we notice short IO from here, and requeue them
2018                  * appropriately!
2019                  */
2020                 if (bytes && io_u->resid) {
2021                         io_u->xfer_buflen = io_u->resid;
2022                         io_u->xfer_buf += bytes;
2023                         io_u->offset += bytes;
2024                         td->ts.short_io_u[io_u->ddir]++;
2025                         if (io_u->offset < io_u->file->real_file_size) {
2026                                 requeue_io_u(td, io_u_ptr);
2027                                 return;
2028                         }
2029                 }
2030
2031                 td->io_blocks[ddir]++;
2032                 td->io_bytes[ddir] += bytes;
2033
2034                 if (!(io_u->flags & IO_U_F_VER_LIST)) {
2035                         td->this_io_blocks[ddir]++;
2036                         td->this_io_bytes[ddir] += bytes;
2037                 }
2038
2039                 if (ddir == DDIR_WRITE)
2040                         file_log_write_comp(td, f, io_u->offset, bytes);
2041
2042                 if (should_account(td))
2043                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, bytes);
2044
2045                 icd->bytes_done[ddir] += bytes;
2046
2047                 if (io_u->end_io) {
2048                         ret = io_u->end_io(td, io_u_ptr);
2049                         io_u = *io_u_ptr;
2050                         if (ret && !icd->error)
2051                                 icd->error = ret;
2052                 }
2053         } else if (io_u->error) {
2054                 icd->error = io_u->error;
2055                 io_u_log_error(td, io_u);
2056         }
2057         if (icd->error) {
2058                 enum error_type_bit eb = td_error_type(ddir, icd->error);
2059
2060                 if (!td_non_fatal_error(td, eb, icd->error))
2061                         return;
2062
2063                 /*
2064                  * If there is a non_fatal error, then add to the error count
2065                  * and clear all the errors.
2066                  */
2067                 update_error_count(td, icd->error);
2068                 td_clear_error(td);
2069                 icd->error = 0;
2070                 if (io_u)
2071                         io_u->error = 0;
2072         }
2073 }
2074
2075 static void init_icd(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
2076                      int nr)
2077 {
2078         int ddir;
2079
2080         if (!gtod_reduce(td))
2081                 fio_gettime(&icd->time, NULL);
2082
2083         icd->nr = nr;
2084
2085         icd->error = 0;
2086         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2087                 icd->bytes_done[ddir] = 0;
2088 }
2089
2090 static void ios_completed(struct thread_data *td,
2091                           struct io_completion_data *icd)
2092 {
2093         struct io_u *io_u;
2094         int i;
2095
2096         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
2097                 io_u = td->io_ops->event(td, i);
2098
2099                 io_completed(td, &io_u, icd);
2100
2101                 if (io_u)
2102                         put_io_u(td, io_u);
2103         }
2104 }
2105
2106 /*
2107  * Complete a single io_u for the sync engines.
2108  */
2109 int io_u_sync_complete(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2110 {
2111         struct io_completion_data icd;
2112         int ddir;
2113
2114         init_icd(td, &icd, 1);
2115         io_completed(td, &io_u, &icd);
2116
2117         if (io_u)
2118                 put_io_u(td, io_u);
2119
2120         if (icd.error) {
2121                 td_verror(td, icd.error, "io_u_sync_complete");
2122                 return -1;
2123         }
2124
2125         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2126                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2127
2128         return 0;
2129 }
2130
2131 /*
2132  * Called to complete min_events number of io for the async engines.
2133  */
2134 int io_u_queued_complete(struct thread_data *td, int min_evts)
2135 {
2136         struct io_completion_data icd;
2137         struct timespec *tvp = NULL;
2138         int ret, ddir;
2139         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0, };
2140
2141         dprint(FD_IO, "io_u_queued_complete: min=%d\n", min_evts);
2142
2143         if (!min_evts)
2144                 tvp = &ts;
2145         else if (min_evts > td->cur_depth)
2146                 min_evts = td->cur_depth;
2147
2148         /* No worries, td_io_getevents fixes min and max if they are
2149          * set incorrectly */
2150         ret = td_io_getevents(td, min_evts, td->o.iodepth_batch_complete_max, tvp);
2151         if (ret < 0) {
2152                 td_verror(td, -ret, "td_io_getevents");
2153                 return ret;
2154         } else if (!ret)
2155                 return ret;
2156
2157         init_icd(td, &icd, ret);
2158         ios_completed(td, &icd);
2159         if (icd.error) {
2160                 td_verror(td, icd.error, "io_u_queued_complete");
2161                 return -1;
2162         }
2163
2164         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2165                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2166
2167         return ret;
2168 }
2169
2170 /*
2171  * Call when io_u is really queued, to update the submission latency.
2172  */
2173 void io_u_queued(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2174 {
2175         if (!td->o.disable_slat && ramp_time_over(td) && td->o.stats) {
2176                 unsigned long slat_time;
2177
2178                 slat_time = ntime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time);
2179
2180                 if (td->parent)
2181                         td = td->parent;
2182
2183                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, slat_time, io_u->xfer_buflen,
2184                                 io_u->offset, io_u->ioprio);
2185         }
2186 }
2187
2188 /*
2189  * See if we should reuse the last seed, if dedupe is enabled
2190  */
2191 static struct frand_state *get_buf_state(struct thread_data *td)
2192 {
2193         unsigned int v;
2194         unsigned long long i;
2195
2196         if (!td->o.dedupe_percentage)
2197                 return &td->buf_state;
2198         else if (td->o.dedupe_percentage == 100) {
2199                 frand_copy(&td->buf_state_prev, &td->buf_state);
2200                 return &td->buf_state;
2201         }
2202
2203         v = rand_between(&td->dedupe_state, 1, 100);
2204
2205         if (v <= td->o.dedupe_percentage)
2206                 switch (td->o.dedupe_mode) {
2207                 case DEDUPE_MODE_REPEAT:
2208                         /*
2209                         * The caller advances the returned frand_state.
2210                         * A copy of prev should be returned instead since
2211                         * a subsequent intention to generate a deduped buffer
2212                         * might result in generating a unique one
2213                         */
2214                         frand_copy(&td->buf_state_ret, &td->buf_state_prev);
2215                         return &td->buf_state_ret;
2216                 case DEDUPE_MODE_WORKING_SET:
2217                         i = rand_between(&td->dedupe_working_set_index_state, 0, td->num_unique_pages - 1);
2218                         frand_copy(&td->buf_state_ret, &td->dedupe_working_set_states[i]);
2219                         return &td->buf_state_ret;
2220                 default:
2221                         log_err("unexpected dedupe mode %u\n", td->o.dedupe_mode);
2222                         assert(0);
2223                 }
2224
2225         return &td->buf_state;
2226 }
2227
2228 static void save_buf_state(struct thread_data *td, struct frand_state *rs)
2229 {
2230         if (td->o.dedupe_percentage == 100)
2231                 frand_copy(rs, &td->buf_state_prev);
2232         else if (rs == &td->buf_state)
2233                 frand_copy(&td->buf_state_prev, rs);
2234 }
2235
2236 void fill_io_buffer(struct thread_data *td, void *buf, unsigned long long min_write,
2237                     unsigned long long max_bs)
2238 {
2239         struct thread_options *o = &td->o;
2240
2241         if (o->mem_type == MEM_CUDA_MALLOC)
2242                 return;
2243
2244         if (o->compress_percentage || o->dedupe_percentage) {
2245                 unsigned int perc = td->o.compress_percentage;
2246                 struct frand_state *rs = NULL;
2247                 unsigned long long left = max_bs;
2248                 unsigned long long this_write;
2249
2250                 do {
2251                         /*
2252                          * Buffers are either entirely dedupe-able or not.
2253                          * If we choose to dedup, the buffer should undergo
2254                          * the same manipulation as the original write. Which
2255                          * means we should retrack the steps we took for compression
2256                          * as well.
2257                          */
2258                         if (!rs)
2259                                 rs = get_buf_state(td);
2260
2261                         min_write = min(min_write, left);
2262
2263                         this_write = min_not_zero(min_write,
2264                                                 (unsigned long long) td->o.compress_chunk);
2265
2266                         fill_random_buf_percentage(rs, buf, perc,
2267                                 this_write, this_write,
2268                                 o->buffer_pattern,
2269                                 o->buffer_pattern_bytes);
2270
2271                         buf += this_write;
2272                         left -= this_write;
2273                         save_buf_state(td, rs);
2274                 } while (left);
2275         } else if (o->buffer_pattern_bytes)
2276                 fill_buffer_pattern(td, buf, max_bs);
2277         else if (o->zero_buffers)
2278                 memset(buf, 0, max_bs);
2279         else
2280                 fill_random_buf(get_buf_state(td), buf, max_bs);
2281 }
2282
2283 /*
2284  * "randomly" fill the buffer contents
2285  */
2286 void io_u_fill_buffer(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
2287                       unsigned long long min_write, unsigned long long max_bs)
2288 {
2289         io_u->buf_filled_len = 0;
2290         fill_io_buffer(td, io_u->buf, min_write, max_bs);
2291 }
2292
2293 static int do_sync_file_range(const struct thread_data *td,
2294                               struct fio_file *f)
2295 {
2296         uint64_t offset, nbytes;
2297
2298         offset = f->first_write;
2299         nbytes = f->last_write - f->first_write;
2300
2301         if (!nbytes)
2302                 return 0;
2303
2304         return sync_file_range(f->fd, offset, nbytes, td->o.sync_file_range);
2305 }
2306
2307 int do_io_u_sync(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2308 {
2309         int ret;
2310
2311         if (io_u->ddir == DDIR_SYNC) {
2312 #ifdef CONFIG_FCNTL_SYNC
2313                 ret = fcntl(io_u->file->fd, F_FULLFSYNC);
2314 #else
2315                 ret = fsync(io_u->file->fd);
2316 #endif
2317         } else if (io_u->ddir == DDIR_DATASYNC) {
2318 #ifdef CONFIG_FDATASYNC
2319                 ret = fdatasync(io_u->file->fd);
2320 #else
2321                 ret = io_u->xfer_buflen;
2322                 io_u->error = EINVAL;
2323 #endif
2324         } else if (io_u->ddir == DDIR_SYNC_FILE_RANGE)
2325                 ret = do_sync_file_range(td, io_u->file);
2326         else {
2327                 ret = io_u->xfer_buflen;
2328                 io_u->error = EINVAL;
2329         }
2330
2331         if (ret < 0)
2332                 io_u->error = errno;
2333
2334         return ret;
2335 }
2336
2337 int do_io_u_trim(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2338 {
2339 #ifndef FIO_HAVE_TRIM
2340         io_u->error = EINVAL;
2341         return 0;
2342 #else
2343         struct fio_file *f = io_u->file;
2344         int ret;
2345
2346         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_ZBD) {
2347                 ret = zbd_do_io_u_trim(td, io_u);
2348                 if (ret == io_u_completed)
2349                         return io_u->xfer_buflen;
2350                 if (ret)
2351                         goto err;
2352         }
2353
2354         ret = os_trim(f, io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
2355         if (!ret)
2356                 return io_u->xfer_buflen;
2357
2358 err:
2359         io_u->error = ret;
2360         return 0;
2361 #endif
2362 }