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