io_u.c

   1 #include <unistd.h>
   2 #include <fcntl.h>
   3 #include <string.h>
   4 #include <signal.h>
   5 #include <time.h>
   6 #include <assert.h>
   7
   8 #include "fio.h"
   9 #include "hash.h"
  10 #include "verify.h"
  11
  12 struct io_completion_data {
  13         int nr;                         /* input */
  14
  15         int error;                      /* output */
  16         unsigned long bytes_done[2];    /* output */
  17         struct timeval time;            /* output */
  18 };
  19
  20 /*
  21  * The ->file_map[] contains a map of blocks we have or have not done io
  22  * to yet. Used to make sure we cover the entire range in a fair fashion.
  23  */
  24 static int random_map_free(struct fio_file *f, const unsigned long long block)
  25 {
  26         unsigned int idx = RAND_MAP_IDX(f, block);
  27         unsigned int bit = RAND_MAP_BIT(f, block);
  28
  29         dprint(FD_RANDOM, "free: b=%llu, idx=%u, bit=%u\n", block, idx, bit);
  30
  31         return (f->file_map[idx] & (1 << bit)) == 0;
  32 }
  33
  34 /*
  35  * Mark a given offset as used in the map.
  36  */
  37 static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
  38 {
  39         unsigned int min_bs = td->o.rw_min_bs;
  40         struct fio_file *f = io_u->file;
  41         unsigned long long block;
  42         unsigned int blocks, nr_blocks;
  43
  44         block = (io_u->offset - f->file_offset) / (unsigned long long) min_bs;
  45         nr_blocks = (io_u->buflen + min_bs - 1) / min_bs;
  46         blocks = 0;
  47
  48         while (nr_blocks) {
  49                 unsigned int this_blocks, mask;
  50                 unsigned int idx, bit;
  51
  52                 /*
  53                  * If we have a mixed random workload, we may
  54                  * encounter blocks we already did IO to.
  55                  */
  56                 if ((td->o.ddir_nr == 1) && !random_map_free(f, block)) {
  57                         if (!blocks)
  58                                 blocks = 1;
  59                         break;
  60                 }
  61
  62                 idx = RAND_MAP_IDX(f, block);
  63                 bit = RAND_MAP_BIT(f, block);
  64
  65                 fio_assert(td, idx < f->num_maps);
  66
  67                 this_blocks = nr_blocks;
  68                 if (this_blocks + bit > BLOCKS_PER_MAP)
  69                         this_blocks = BLOCKS_PER_MAP - bit;
  70
  71                 if (this_blocks == BLOCKS_PER_MAP)
  72                         mask = -1U;
  73                 else
  74                         mask = ((1U << this_blocks) - 1) << bit;
  75
  76                 f->file_map[idx] |= mask;
  77                 nr_blocks -= this_blocks;
  78                 blocks += this_blocks;
  79                 block += this_blocks;
  80         }
  81
  82         if ((blocks * min_bs) < io_u->buflen)
  83                 io_u->buflen = blocks * min_bs;
  84 }
  85
  86 static unsigned long long last_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  87                                      enum fio_ddir ddir)
  88 {
  89         unsigned long long max_blocks;
  90         unsigned long long max_size;
  91
  92         /*
  93          * Hmm, should we make sure that ->io_size <= ->real_file_size?
  94          */
  95         max_size = f->io_size;
  96         if (max_size > f->real_file_size)
  97                 max_size = f->real_file_size;
  98
  99         max_blocks = max_size / (unsigned long long) td->o.ba[ddir];
 100         if (!max_blocks)
 101                 return 0;
 102
 103         return max_blocks;
 104 }
 105
 106 /*
 107  * Return the next free block in the map.
 108  */
 109 static int get_next_free_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 110                                enum fio_ddir ddir, unsigned long long *b)
 111 {
 112         unsigned long long min_bs = td->o.rw_min_bs;
 113         int i;
 114
 115         i = f->last_free_lookup;
 116         *b = (i * BLOCKS_PER_MAP);
 117         while ((*b) * min_bs < f->real_file_size &&
 118                 (*b) * min_bs < f->io_size) {
 119                 if (f->file_map[i] != (unsigned int) -1) {
 120                         *b += ffz(f->file_map[i]);
 121                         if (*b > last_block(td, f, ddir))
 122                                 break;
 123                         f->last_free_lookup = i;
 124                         return 0;
 125                 }
 126
 127                 *b += BLOCKS_PER_MAP;
 128                 i++;
 129         }
 130
 131         dprint(FD_IO, "failed finding a free block\n");
 132         return 1;
 133 }
 134
 135 static int get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 136                                 enum fio_ddir ddir, unsigned long long *b)
 137 {
 138         unsigned long long r;
 139         int loops = 5;
 140
 141         do {
 142                 r = os_random_long(&td->random_state);
 143                 dprint(FD_RANDOM, "off rand %llu\n", r);
 144                 *b = (last_block(td, f, ddir) - 1)
 145                         * (r / ((unsigned long long) OS_RAND_MAX + 1.0));
 146
 147                 /*
 148                  * if we are not maintaining a random map, we are done.
 149                  */
 150                 if (!file_randommap(td, f))
 151                         return 0;
 152
 153                 /*
 154                  * calculate map offset and check if it's free
 155                  */
 156                 if (random_map_free(f, *b))
 157                         return 0;
 158
 159                 dprint(FD_RANDOM, "get_next_rand_offset: offset %llu busy\n",
 160                                                                         *b);
 161         } while (--loops);
 162
 163         /*
 164          * we get here, if we didn't suceed in looking up a block. generate
 165          * a random start offset into the filemap, and find the first free
 166          * block from there.
 167          */
 168         loops = 10;
 169         do {
 170                 f->last_free_lookup = (f->num_maps - 1) *
 171                                         (r / (OS_RAND_MAX + 1.0));
 172                 if (!get_next_free_block(td, f, ddir, b))
 173                         return 0;
 174
 175                 r = os_random_long(&td->random_state);
 176         } while (--loops);
 177
 178         /*
 179          * that didn't work either, try exhaustive search from the start
 180          */
 181         f->last_free_lookup = 0;
 182         return get_next_free_block(td, f, ddir, b);
 183 }
 184
 185 /*
 186  * For random io, generate a random new block and see if it's used. Repeat
 187  * until we find a free one. For sequential io, just return the end of
 188  * the last io issued.
 189  */
 190 static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 191 {
 192         struct fio_file *f = io_u->file;
 193         unsigned long long b;
 194         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
 195
 196         if (td_random(td) && (td->o.ddir_nr && !--td->ddir_nr)) {
 197                 td->ddir_nr = td->o.ddir_nr;
 198
 199                 if (get_next_rand_offset(td, f, ddir, &b)) {
 200                         dprint(FD_IO, "%s: getting rand offset failed\n",
 201                                 f->file_name);
 202                         return 1;
 203                 }
 204         } else {
 205                 if (f->last_pos >= f->real_file_size) {
 206                         if (!td_random(td) ||
 207                              get_next_rand_offset(td, f, ddir, &b)) {
 208                                 dprint(FD_IO, "%s: pos %llu > size %llu\n",
 209                                                 f->file_name, f->last_pos,
 210                                                 f->real_file_size);
 211                                 return 1;
 212                         }
 213                 } else
 214                         b = (f->last_pos - f->file_offset) / td->o.min_bs[ddir];
 215         }
 216
 217         io_u->offset = b * td->o.ba[ddir];
 218         if (io_u->offset >= f->io_size) {
 219                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= io_size %llu\n",
 220                                         io_u->offset, f->io_size);
 221                 return 1;
 222         }
 223
 224         io_u->offset += f->file_offset;
 225         if (io_u->offset >= f->real_file_size) {
 226                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= size %llu\n",
 227                                         io_u->offset, f->real_file_size);
 228                 return 1;
 229         }
 230
 231         return 0;
 232 }
 233
 234 static inline int is_power_of_2(unsigned int val)
 235 {
 236         return (val != 0 && ((val & (val - 1)) == 0));
 237 }
 238
 239 static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 240 {
 241         const int ddir = io_u->ddir;
 242         unsigned int uninitialized_var(buflen);
 243         unsigned int minbs, maxbs;
 244         long r;
 245
 246         minbs = td->o.min_bs[ddir];
 247         maxbs = td->o.max_bs[ddir];
 248
 249         if (minbs == maxbs)
 250                 buflen = minbs;
 251         else {
 252                 r = os_random_long(&td->bsrange_state);
 253                 if (!td->o.bssplit_nr[ddir]) {
 254                         buflen = 1 + (unsigned int) ((double) maxbs *
 255                                         (r / (OS_RAND_MAX + 1.0)));
 256                         if (buflen < minbs)
 257                                 buflen = minbs;
 258                 } else {
 259                         long perc = 0;
 260                         unsigned int i;
 261
 262                         for (i = 0; i < td->o.bssplit_nr[ddir]; i++) {
 263                                 struct bssplit *bsp = &td->o.bssplit[ddir][i];
 264
 265                                 buflen = bsp->bs;
 266                                 perc += bsp->perc;
 267                                 if (r <= ((OS_RAND_MAX / 100L) * perc))
 268                                         break;
 269                         }
 270                 }
 271                 if (!td->o.bs_unaligned && is_power_of_2(minbs))
 272                         buflen = (buflen + minbs - 1) & ~(minbs - 1);
 273         }
 274
 275         if (io_u->offset + buflen > io_u->file->real_file_size) {
 276                 dprint(FD_IO, "lower buflen %u -> %u (ddir=%d)\n", buflen,
 277                                                 minbs, ddir);
 278                 buflen = minbs;
 279         }
 280
 281         return buflen;
 282 }
 283
 284 static void set_rwmix_bytes(struct thread_data *td)
 285 {
 286         unsigned int diff;
 287
 288         /*
 289          * we do time or byte based switch. this is needed because
 290          * buffered writes may issue a lot quicker than they complete,
 291          * whereas reads do not.
 292          */
 293         diff = td->o.rwmix[td->rwmix_ddir ^ 1];
 294         td->rwmix_issues = (td->io_issues[td->rwmix_ddir] * diff) / 100;
 295 }
 296
 297 static inline enum fio_ddir get_rand_ddir(struct thread_data *td)
 298 {
 299         unsigned int v;
 300         long r;
 301
 302         r = os_random_long(&td->rwmix_state);
 303         v = 1 + (int) (100.0 * (r / (OS_RAND_MAX + 1.0)));
 304         if (v <= td->o.rwmix[DDIR_READ])
 305                 return DDIR_READ;
 306
 307         return DDIR_WRITE;
 308 }
 309
 310 /*
 311  * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
 312  * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
 313  * necessary.
 314  */
 315 static enum fio_ddir get_rw_ddir(struct thread_data *td)
 316 {
 317         if (td_rw(td)) {
 318                 /*
 319                  * Check if it's time to seed a new data direction.
 320                  */
 321                 if (td->io_issues[td->rwmix_ddir] >= td->rwmix_issues) {
 322                         enum fio_ddir ddir;
 323
 324                         /*
 325                          * Put a top limit on how many bytes we do for
 326                          * one data direction, to avoid overflowing the
 327                          * ranges too much
 328                          */
 329                         ddir = get_rand_ddir(td);
 330
 331                         if (ddir != td->rwmix_ddir)
 332                                 set_rwmix_bytes(td);
 333
 334                         td->rwmix_ddir = ddir;
 335                 }
 336                 return td->rwmix_ddir;
 337         } else if (td_read(td))
 338                 return DDIR_READ;
 339         else
 340                 return DDIR_WRITE;
 341 }
 342
 343 static void put_file_log(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 344 {
 345         int ret = put_file(td, f);
 346
 347         if (ret)
 348                 td_verror(td, ret, "file close");
 349 }
 350
 351 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 352 {
 353         assert((io_u->flags & IO_U_F_FREE) == 0);
 354         io_u->flags |= IO_U_F_FREE;
 355
 356         if (io_u->file)
 357                 put_file_log(td, io_u->file);
 358
 359         io_u->file = NULL;
 360         flist_del(&io_u->list);
 361         flist_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
 362         td->cur_depth--;
 363 }
 364
 365 void requeue_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 366 {
 367         struct io_u *__io_u = *io_u;
 368
 369         dprint(FD_IO, "requeue %p\n", __io_u);
 370
 371         __io_u->flags |= IO_U_F_FREE;
 372         if ((__io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT) && (__io_u->ddir != DDIR_SYNC))
 373                 td->io_issues[__io_u->ddir]--;
 374
 375         __io_u->flags &= ~IO_U_F_FLIGHT;
 376
 377         flist_del(&__io_u->list);
 378         flist_add_tail(&__io_u->list, &td->io_u_requeues);
 379         td->cur_depth--;
 380         *io_u = NULL;
 381 }
 382
 383 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 384 {
 385         if (td->io_ops->flags & FIO_NOIO)
 386                 goto out;
 387
 388         /*
 389          * see if it's time to sync
 390          */
 391         if (td->o.fsync_blocks &&
 392            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fsync_blocks) &&
 393              td->io_issues[DDIR_WRITE] && should_fsync(td)) {
 394                 io_u->ddir = DDIR_SYNC;
 395                 goto out;
 396         }
 397
 398         io_u->ddir = get_rw_ddir(td);
 399
 400         /*
 401          * See if it's time to switch to a new zone
 402          */
 403         if (td->zone_bytes >= td->o.zone_size) {
 404                 td->zone_bytes = 0;
 405                 io_u->file->last_pos += td->o.zone_skip;
 406                 td->io_skip_bytes += td->o.zone_skip;
 407         }
 408
 409         /*
 410          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next buflen and
 411          * position.
 412          */
 413         if (get_next_offset(td, io_u)) {
 414                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting offset\n", io_u);
 415                 return 1;
 416         }
 417
 418         io_u->buflen = get_next_buflen(td, io_u);
 419         if (!io_u->buflen) {
 420                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting buflen\n", io_u);
 421                 return 1;
 422         }
 423
 424         if (io_u->offset + io_u->buflen > io_u->file->real_file_size) {
 425                 dprint(FD_IO, "io_u %p, offset too large\n", io_u);
 426                 dprint(FD_IO, "  off=%llu/%lu > %llu\n", io_u->offset,
 427                                 io_u->buflen, io_u->file->real_file_size);
 428                 return 1;
 429         }
 430
 431         /*
 432          * mark entry before potentially trimming io_u
 433          */
 434         if (td_random(td) && file_randommap(td, io_u->file))
 435                 mark_random_map(td, io_u);
 436
 437         /*
 438          * If using a write iolog, store this entry.
 439          */
 440 out:
 441         dprint_io_u(io_u, "fill_io_u");
 442         td->zone_bytes += io_u->buflen;
 443         log_io_u(td, io_u);
 444         return 0;
 445 }
 446
 447 static void __io_u_mark_map(unsigned int *map, unsigned int nr)
 448 {
 449         int index = 0;
 450
 451         switch (nr) {
 452         default:
 453                 index = 6;
 454                 break;
 455         case 33 ... 64:
 456                 index = 5;
 457                 break;
 458         case 17 ... 32:
 459                 index = 4;
 460                 break;
 461         case 9 ... 16:
 462                 index = 3;
 463                 break;
 464         case 5 ... 8:
 465                 index = 2;
 466                 break;
 467         case 1 ... 4:
 468                 index = 1;
 469         case 0:
 470                 break;
 471         }
 472
 473         map[index]++;
 474 }
 475
 476 void io_u_mark_submit(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 477 {
 478         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_submit, nr);
 479         td->ts.total_submit++;
 480 }
 481
 482 void io_u_mark_complete(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 483 {
 484         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_complete, nr);
 485         td->ts.total_complete++;
 486 }
 487
 488 void io_u_mark_depth(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 489 {
 490         int index = 0;
 491
 492         switch (td->cur_depth) {
 493         default:
 494                 index = 6;
 495                 break;
 496         case 32 ... 63:
 497                 index = 5;
 498                 break;
 499         case 16 ... 31:
 500                 index = 4;
 501                 break;
 502         case 8 ... 15:
 503                 index = 3;
 504                 break;
 505         case 4 ... 7:
 506                 index = 2;
 507                 break;
 508         case 2 ... 3:
 509                 index = 1;
 510         case 1:
 511                 break;
 512         }
 513
 514         td->ts.io_u_map[index] += nr;
 515 }
 516
 517 static void io_u_mark_lat_usec(struct thread_data *td, unsigned long usec)
 518 {
 519         int index = 0;
 520
 521         assert(usec < 1000);
 522
 523         switch (usec) {
 524         case 750 ... 999:
 525                 index = 9;
 526                 break;
 527         case 500 ... 749:
 528                 index = 8;
 529                 break;
 530         case 250 ... 499:
 531                 index = 7;
 532                 break;
 533         case 100 ... 249:
 534                 index = 6;
 535                 break;
 536         case 50 ... 99:
 537                 index = 5;
 538                 break;
 539         case 20 ... 49:
 540                 index = 4;
 541                 break;
 542         case 10 ... 19:
 543                 index = 3;
 544                 break;
 545         case 4 ... 9:
 546                 index = 2;
 547                 break;
 548         case 2 ... 3:
 549                 index = 1;
 550         case 0 ... 1:
 551                 break;
 552         }
 553
 554         assert(index < FIO_IO_U_LAT_U_NR);
 555         td->ts.io_u_lat_u[index]++;
 556 }
 557
 558 static void io_u_mark_lat_msec(struct thread_data *td, unsigned long msec)
 559 {
 560         int index = 0;
 561
 562         switch (msec) {
 563         default:
 564                 index = 11;
 565                 break;
 566         case 1000 ... 1999:
 567                 index = 10;
 568                 break;
 569         case 750 ... 999:
 570                 index = 9;
 571                 break;
 572         case 500 ... 749:
 573                 index = 8;
 574                 break;
 575         case 250 ... 499:
 576                 index = 7;
 577                 break;
 578         case 100 ... 249:
 579                 index = 6;
 580                 break;
 581         case 50 ... 99:
 582                 index = 5;
 583                 break;
 584         case 20 ... 49:
 585                 index = 4;
 586                 break;
 587         case 10 ... 19:
 588                 index = 3;
 589                 break;
 590         case 4 ... 9:
 591                 index = 2;
 592                 break;
 593         case 2 ... 3:
 594                 index = 1;
 595         case 0 ... 1:
 596                 break;
 597         }
 598
 599         assert(index < FIO_IO_U_LAT_M_NR);
 600         td->ts.io_u_lat_m[index]++;
 601 }
 602
 603 static void io_u_mark_latency(struct thread_data *td, unsigned long usec)
 604 {
 605         if (usec < 1000)
 606                 io_u_mark_lat_usec(td, usec);
 607         else
 608                 io_u_mark_lat_msec(td, usec / 1000);
 609 }
 610
 611 /*
 612  * Get next file to service by choosing one at random
 613  */
 614 static struct fio_file *get_next_file_rand(struct thread_data *td, enum fio_file_flags goodf,
 615                                            enum fio_file_flags badf)
 616 {
 617         struct fio_file *f;
 618         int fno;
 619
 620         do {
 621                 long r = os_random_long(&td->next_file_state);
 622                 int opened = 0;
 623
 624                 fno = (unsigned int) ((double) td->o.nr_files
 625                         * (r / (OS_RAND_MAX + 1.0)));
 626                 f = td->files[fno];
 627                 if (fio_file_done(f))
 628                         continue;
 629
 630                 if (!fio_file_open(f)) {
 631                         int err;
 632
 633                         err = td_io_open_file(td, f);
 634                         if (err)
 635                                 continue;
 636                         opened = 1;
 637                 }
 638
 639                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf)) {
 640                         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rand: %p\n", f);
 641                         return f;
 642                 }
 643                 if (opened)
 644                         td_io_close_file(td, f);
 645         } while (1);
 646 }
 647
 648 /*
 649  * Get next file to service by doing round robin between all available ones
 650  */
 651 static struct fio_file *get_next_file_rr(struct thread_data *td, int goodf,
 652                                          int badf)
 653 {
 654         unsigned int old_next_file = td->next_file;
 655         struct fio_file *f;
 656
 657         do {
 658                 int opened = 0;
 659
 660                 f = td->files[td->next_file];
 661
 662                 td->next_file++;
 663                 if (td->next_file >= td->o.nr_files)
 664                         td->next_file = 0;
 665
 666                 dprint(FD_FILE, "trying file %s %x\n", f->file_name, f->flags);
 667                 if (fio_file_done(f)) {
 668                         f = NULL;
 669                         continue;
 670                 }
 671
 672                 if (!fio_file_open(f)) {
 673                         int err;
 674
 675                         err = td_io_open_file(td, f);
 676                         if (err) {
 677                                 dprint(FD_FILE, "error %d on open of %s\n",
 678                                         err, f->file_name);
 679                                 f = NULL;
 680                                 continue;
 681                         }
 682                         opened = 1;
 683                 }
 684
 685                 dprint(FD_FILE, "goodf=%x, badf=%x, ff=%x\n", goodf, badf, f->flags);
 686                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf))
 687                         break;
 688
 689                 if (opened)
 690                         td_io_close_file(td, f);
 691
 692                 f = NULL;
 693         } while (td->next_file != old_next_file);
 694
 695         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rr: %p\n", f);
 696         return f;
 697 }
 698
 699 static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
 700 {
 701         struct fio_file *f;
 702
 703         assert(td->o.nr_files <= td->files_index);
 704
 705         if (td->nr_done_files >= td->o.nr_files) {
 706                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: nr_open=%d, nr_done=%d,"
 707                                 " nr_files=%d\n", td->nr_open_files,
 708                                                   td->nr_done_files,
 709                                                   td->o.nr_files);
 710                 return NULL;
 711         }
 712
 713         f = td->file_service_file;
 714         if (f && fio_file_open(f) && !fio_file_closing(f)) {
 715                 if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
 716                         goto out;
 717                 if (td->file_service_left--)
 718                         goto out;
 719         }
 720
 721         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RR ||
 722             td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
 723                 f = get_next_file_rr(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
 724         else
 725                 f = get_next_file_rand(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
 726
 727         td->file_service_file = f;
 728         td->file_service_left = td->file_service_nr - 1;
 729 out:
 730         dprint(FD_FILE, "get_next_file: %p [%s]\n", f, f->file_name);
 731         return f;
 732 }
 733
 734 static int set_io_u_file(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 735 {
 736         struct fio_file *f;
 737
 738         do {
 739                 f = get_next_file(td);
 740                 if (!f)
 741                         return 1;
 742
 743                 io_u->file = f;
 744                 get_file(f);
 745
 746                 if (!fill_io_u(td, io_u))
 747                         break;
 748
 749                 put_file_log(td, f);
 750                 td_io_close_file(td, f);
 751                 io_u->file = NULL;
 752                 fio_file_set_done(f);
 753                 td->nr_done_files++;
 754                 dprint(FD_FILE, "%s: is done (%d of %d)\n", f->file_name, td->nr_done_files, td->o.nr_files);
 755         } while (1);
 756
 757         return 0;
 758 }
 759
 760
 761 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
 762 {
 763         struct io_u *io_u = NULL;
 764
 765         if (!flist_empty(&td->io_u_requeues))
 766                 io_u = flist_entry(td->io_u_requeues.next, struct io_u, list);
 767         else if (!queue_full(td)) {
 768                 io_u = flist_entry(td->io_u_freelist.next, struct io_u, list);
 769
 770                 io_u->buflen = 0;
 771                 io_u->resid = 0;
 772                 io_u->file = NULL;
 773                 io_u->end_io = NULL;
 774         }
 775
 776         if (io_u) {
 777                 assert(io_u->flags & IO_U_F_FREE);
 778                 io_u->flags &= ~IO_U_F_FREE;
 779
 780                 io_u->error = 0;
 781                 flist_del(&io_u->list);
 782                 flist_add(&io_u->list, &td->io_u_busylist);
 783                 td->cur_depth++;
 784         }
 785
 786         return io_u;
 787 }
 788
 789 /*
 790  * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
 791  * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped and submitted.
 792  */
 793 struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
 794 {
 795         struct fio_file *f;
 796         struct io_u *io_u;
 797
 798         io_u = __get_io_u(td);
 799         if (!io_u) {
 800                 dprint(FD_IO, "__get_io_u failed\n");
 801                 return NULL;
 802         }
 803
 804         /*
 805          * from a requeue, io_u already setup
 806          */
 807         if (io_u->file)
 808                 goto out;
 809
 810         /*
 811          * If using an iolog, grab next piece if any available.
 812          */
 813         if (td->o.read_iolog_file) {
 814                 if (read_iolog_get(td, io_u))
 815                         goto err_put;
 816         } else if (set_io_u_file(td, io_u)) {
 817                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
 818                 goto err_put;
 819         }
 820
 821         f = io_u->file;
 822         assert(fio_file_open(f));
 823
 824         if (io_u->ddir != DDIR_SYNC) {
 825                 if (!io_u->buflen && !(td->io_ops->flags & FIO_NOIO)) {
 826                         dprint(FD_IO, "get_io_u: zero buflen on %p\n", io_u);
 827                         goto err_put;
 828                 }
 829
 830                 f->last_pos = io_u->offset + io_u->buflen;
 831
 832                 if (td->o.verify != VERIFY_NONE && io_u->ddir == DDIR_WRITE)
 833                         populate_verify_io_u(td, io_u);
 834                 else if (td->o.refill_buffers && io_u->ddir == DDIR_WRITE)
 835                         io_u_fill_buffer(td, io_u, io_u->xfer_buflen);
 836         }
 837
 838         /*
 839          * Set io data pointers.
 840          */
 841         io_u->xfer_buf = io_u->buf;
 842         io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
 843
 844 out:
 845         if (!td_io_prep(td, io_u)) {
 846                 if (!td->o.disable_slat)
 847                         fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
 848                 return io_u;
 849         }
 850 err_put:
 851         dprint(FD_IO, "get_io_u failed\n");
 852         put_io_u(td, io_u);
 853         return NULL;
 854 }
 855
 856 void io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 857 {
 858         const char *msg[] = { "read", "write", "sync" };
 859
 860         log_err("fio: io_u error");
 861
 862         if (io_u->file)
 863                 log_err(" on file %s", io_u->file->file_name);
 864
 865         log_err(": %s\n", strerror(io_u->error));
 866
 867         log_err("     %s offset=%llu, buflen=%lu\n", msg[io_u->ddir],
 868                                         io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
 869
 870         if (!td->error)
 871                 td_verror(td, io_u->error, "io_u error");
 872 }
 873
 874 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 875                          struct io_completion_data *icd)
 876 {
 877         /*
 878          * Older gcc's are too dumb to realize that usec is always used
 879          * initialized, silence that warning.
 880          */
 881         unsigned long uninitialized_var(usec);
 882
 883         dprint_io_u(io_u, "io complete");
 884
 885         assert(io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT);
 886         io_u->flags &= ~IO_U_F_FLIGHT;
 887
 888         if (io_u->ddir == DDIR_SYNC) {
 889                 td->last_was_sync = 1;
 890                 return;
 891         }
 892
 893         td->last_was_sync = 0;
 894
 895         if (!io_u->error) {
 896                 unsigned int bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
 897                 const enum fio_ddir idx = io_u->ddir;
 898                 int ret;
 899
 900                 td->io_blocks[idx]++;
 901                 td->io_bytes[idx] += bytes;
 902                 td->this_io_bytes[idx] += bytes;
 903
 904                 if (ramp_time_over(td)) {
 905                         if (!td->o.disable_clat || !td->o.disable_bw)
 906                                 usec = utime_since(&io_u->issue_time,
 907                                                         &icd->time);
 908
 909                         if (!td->o.disable_clat) {
 910                                 add_clat_sample(td, idx, usec, bytes);
 911                                 io_u_mark_latency(td, usec);
 912                         }
 913                         if (!td->o.disable_bw)
 914                                 add_bw_sample(td, idx, bytes, &icd->time);
 915                 }
 916
 917                 if (td_write(td) && idx == DDIR_WRITE &&
 918                     td->o.do_verify &&
 919                     td->o.verify != VERIFY_NONE)
 920                         log_io_piece(td, io_u);
 921
 922                 icd->bytes_done[idx] += bytes;
 923
 924                 if (io_u->end_io) {
 925                         ret = io_u->end_io(td, io_u);
 926                         if (ret && !icd->error)
 927                                 icd->error = ret;
 928                 }
 929         } else {
 930                 icd->error = io_u->error;
 931                 io_u_log_error(td, io_u);
 932         }
 933 }
 934
 935 static void init_icd(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
 936                      int nr)
 937 {
 938         if (!td->o.disable_clat || !td->o.disable_bw)
 939                 fio_gettime(&icd->time, NULL);
 940
 941         icd->nr = nr;
 942
 943         icd->error = 0;
 944         icd->bytes_done[0] = icd->bytes_done[1] = 0;
 945 }
 946
 947 static void ios_completed(struct thread_data *td,
 948                           struct io_completion_data *icd)
 949 {
 950         struct io_u *io_u;
 951         int i;
 952
 953         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
 954                 io_u = td->io_ops->event(td, i);
 955
 956                 io_completed(td, io_u, icd);
 957                 put_io_u(td, io_u);
 958         }
 959 }
 960
 961 /*
 962  * Complete a single io_u for the sync engines.
 963  */
 964 long io_u_sync_complete(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 965 {
 966         struct io_completion_data icd;
 967
 968         init_icd(td, &icd, 1);
 969         io_completed(td, io_u, &icd);
 970         put_io_u(td, io_u);
 971
 972         if (!icd.error)
 973                 return icd.bytes_done[0] + icd.bytes_done[1];
 974
 975         td_verror(td, icd.error, "io_u_sync_complete");
 976         return -1;
 977 }
 978
 979 /*
 980  * Called to complete min_events number of io for the async engines.
 981  */
 982 long io_u_queued_complete(struct thread_data *td, int min_evts)
 983 {
 984         struct io_completion_data icd;
 985         struct timespec *tvp = NULL;
 986         int ret;
 987         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0, };
 988
 989         dprint(FD_IO, "io_u_queued_completed: min=%d\n", min_evts);
 990
 991         if (!min_evts)
 992                 tvp = &ts;
 993
 994         ret = td_io_getevents(td, min_evts, td->o.iodepth_batch_complete, tvp);
 995         if (ret < 0) {
 996                 td_verror(td, -ret, "td_io_getevents");
 997                 return ret;
 998         } else if (!ret)
 999                 return ret;
1000
1001         init_icd(td, &icd, ret);
1002         ios_completed(td, &icd);
1003         if (!icd.error)
1004                 return icd.bytes_done[0] + icd.bytes_done[1];
1005
1006         td_verror(td, icd.error, "io_u_queued_complete");
1007         return -1;
1008 }
1009
1010 /*
1011  * Call when io_u is really queued, to update the submission latency.
1012  */
1013 void io_u_queued(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1014 {
1015         if (!td->o.disable_slat) {
1016                 unsigned long slat_time;
1017
1018                 slat_time = utime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time);
1019                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, io_u->xfer_buflen, slat_time);
1020         }
1021 }
1022
1023 /*
1024  * "randomly" fill the buffer contents
1025  */
1026 void io_u_fill_buffer(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1027                       unsigned int max_bs)
1028 {
1029         long *ptr = io_u->buf;
1030
1031         if (!td->o.zero_buffers) {
1032                 while ((void *) ptr - io_u->buf < max_bs) {
1033                         *ptr = rand() * GOLDEN_RATIO_PRIME;
1034                         ptr++;
1035                 }
1036         } else
1037                 memset(ptr, 0, max_bs);
1038 }