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 #include "trim.h"
  12 #include "lib/rand.h"
  13 #include "lib/axmap.h"
  14 #include "err.h"
  15 #include "lib/pow2.h"
  16 #include "minmax.h"
  17
  18 struct io_completion_data {
  19         int nr;                         /* input */
  20
  21         int error;                      /* output */
  22         uint64_t bytes_done[DDIR_RWDIR_CNT];    /* output */
  23         struct timespec time;           /* output */
  24 };
  25
  26 /*
  27  * The ->io_axmap contains a map of blocks we have or have not done io
  28  * to yet. Used to make sure we cover the entire range in a fair fashion.
  29  */
  30 static bool random_map_free(struct fio_file *f, const uint64_t block)
  31 {
  32         return !axmap_isset(f->io_axmap, block);
  33 }
  34
  35 /*
  36  * Mark a given offset as used in the map.
  37  */
  38 static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
  39 {
  40         unsigned int min_bs = td->o.min_bs[io_u->ddir];
  41         struct fio_file *f = io_u->file;
  42         unsigned int nr_blocks;
  43         uint64_t block;
  44
  45         block = (io_u->offset - f->file_offset) / (uint64_t) min_bs;
  46         nr_blocks = (io_u->buflen + min_bs - 1) / min_bs;
  47
  48         if (!(io_u->flags & IO_U_F_BUSY_OK))
  49                 nr_blocks = axmap_set_nr(f->io_axmap, block, nr_blocks);
  50
  51         if ((nr_blocks * min_bs) < io_u->buflen)
  52                 io_u->buflen = nr_blocks * min_bs;
  53 }
  54
  55 static uint64_t last_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  56                            enum fio_ddir ddir)
  57 {
  58         uint64_t max_blocks;
  59         uint64_t max_size;
  60
  61         assert(ddir_rw(ddir));
  62
  63         /*
  64          * Hmm, should we make sure that ->io_size <= ->real_file_size?
  65          * -> not for now since there is code assuming it could go either.
  66          */
  67         max_size = f->io_size;
  68         if (max_size > f->real_file_size)
  69                 max_size = f->real_file_size;
  70
  71         if (td->o.zone_range)
  72                 max_size = td->o.zone_range;
  73
  74         if (td->o.min_bs[ddir] > td->o.ba[ddir])
  75                 max_size -= td->o.min_bs[ddir] - td->o.ba[ddir];
  76
  77         max_blocks = max_size / (uint64_t) td->o.ba[ddir];
  78         if (!max_blocks)
  79                 return 0;
  80
  81         return max_blocks;
  82 }
  83
  84 struct rand_off {
  85         struct flist_head list;
  86         uint64_t off;
  87 };
  88
  89 static int __get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  90                                   enum fio_ddir ddir, uint64_t *b,
  91                                   uint64_t lastb)
  92 {
  93         uint64_t r;
  94
  95         if (td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE ||
  96             td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE64) {
  97
  98                 r = __rand(&td->random_state);
  99
 100                 dprint(FD_RANDOM, "off rand %llu\n", (unsigned long long) r);
 101
 102                 *b = lastb * (r / (rand_max(&td->random_state) + 1.0));
 103         } else {
 104                 uint64_t off = 0;
 105
 106                 assert(fio_file_lfsr(f));
 107
 108                 if (lfsr_next(&f->lfsr, &off))
 109                         return 1;
 110
 111                 *b = off;
 112         }
 113
 114         /*
 115          * if we are not maintaining a random map, we are done.
 116          */
 117         if (!file_randommap(td, f))
 118                 goto ret;
 119
 120         /*
 121          * calculate map offset and check if it's free
 122          */
 123         if (random_map_free(f, *b))
 124                 goto ret;
 125
 126         dprint(FD_RANDOM, "get_next_rand_offset: offset %llu busy\n",
 127                                                 (unsigned long long) *b);
 128
 129         *b = axmap_next_free(f->io_axmap, *b);
 130         if (*b == (uint64_t) -1ULL)
 131                 return 1;
 132 ret:
 133         return 0;
 134 }
 135
 136 static int __get_next_rand_offset_zipf(struct thread_data *td,
 137                                        struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 138                                        uint64_t *b)
 139 {
 140         *b = zipf_next(&f->zipf);
 141         return 0;
 142 }
 143
 144 static int __get_next_rand_offset_pareto(struct thread_data *td,
 145                                          struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 146                                          uint64_t *b)
 147 {
 148         *b = pareto_next(&f->zipf);
 149         return 0;
 150 }
 151
 152 static int __get_next_rand_offset_gauss(struct thread_data *td,
 153                                         struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 154                                         uint64_t *b)
 155 {
 156         *b = gauss_next(&f->gauss);
 157         return 0;
 158 }
 159
 160 static int __get_next_rand_offset_zoned_abs(struct thread_data *td,
 161                                             struct fio_file *f,
 162                                             enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 163 {
 164         struct zone_split_index *zsi;
 165         uint64_t offset, lastb;
 166         uint64_t send, stotal;
 167         static int warned;
 168         unsigned int v;
 169
 170         lastb = last_block(td, f, ddir);
 171         if (!lastb)
 172                 return 1;
 173
 174         if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
 175 bail:
 176                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 177         }
 178
 179         /*
 180          * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
 181          */
 182         v = rand32_between(&td->zone_state, 1, 100);
 183
 184         zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
 185         stotal = zsi->size_prev / td->o.ba[ddir];
 186         send = zsi->size / td->o.ba[ddir];
 187
 188         /*
 189          * Should never happen
 190          */
 191         if (send == -1U) {
 192                 if (!warned) {
 193                         log_err("fio: bug in zoned generation\n");
 194                         warned = 1;
 195                 }
 196                 goto bail;
 197         } else if (send > lastb) {
 198                 /*
 199                  * This happens if the user specifies ranges that exceed
 200                  * the file/device size. We can't handle that gracefully,
 201                  * so error and exit.
 202                  */
 203                 log_err("fio: zoned_abs sizes exceed file size\n");
 204                 return 1;
 205         }
 206
 207         /*
 208          * 'send' is some percentage below or equal to 100 that
 209          * marks the end of the current IO range. 'stotal' marks
 210          * the start, in percent.
 211          */
 212         if (stotal)
 213                 offset = stotal;
 214         else
 215                 offset = 0;
 216
 217         lastb = send - stotal;
 218
 219         /*
 220          * Generate index from 0..send-of-lastb
 221          */
 222         if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb) == 1)
 223                 return 1;
 224
 225         /*
 226          * Add our start offset, if any
 227          */
 228         if (offset)
 229                 *b += offset;
 230
 231         return 0;
 232 }
 233
 234 static int __get_next_rand_offset_zoned(struct thread_data *td,
 235                                         struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 236                                         uint64_t *b)
 237 {
 238         unsigned int v, send, stotal;
 239         uint64_t offset, lastb;
 240         static int warned;
 241         struct zone_split_index *zsi;
 242
 243         lastb = last_block(td, f, ddir);
 244         if (!lastb)
 245                 return 1;
 246
 247         if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
 248 bail:
 249                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 250         }
 251
 252         /*
 253          * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
 254          */
 255         v = rand32_between(&td->zone_state, 1, 100);
 256
 257         zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
 258         stotal = zsi->size_perc_prev;
 259         send = zsi->size_perc;
 260
 261         /*
 262          * Should never happen
 263          */
 264         if (send == -1U) {
 265                 if (!warned) {
 266                         log_err("fio: bug in zoned generation\n");
 267                         warned = 1;
 268                 }
 269                 goto bail;
 270         }
 271
 272         /*
 273          * 'send' is some percentage below or equal to 100 that
 274          * marks the end of the current IO range. 'stotal' marks
 275          * the start, in percent.
 276          */
 277         if (stotal)
 278                 offset = stotal * lastb / 100ULL;
 279         else
 280                 offset = 0;
 281
 282         lastb = lastb * (send - stotal) / 100ULL;
 283
 284         /*
 285          * Generate index from 0..send-of-lastb
 286          */
 287         if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb) == 1)
 288                 return 1;
 289
 290         /*
 291          * Add our start offset, if any
 292          */
 293         if (offset)
 294                 *b += offset;
 295
 296         return 0;
 297 }
 298
 299 static int flist_cmp(void *data, struct flist_head *a, struct flist_head *b)
 300 {
 301         struct rand_off *r1 = flist_entry(a, struct rand_off, list);
 302         struct rand_off *r2 = flist_entry(b, struct rand_off, list);
 303
 304         return r1->off - r2->off;
 305 }
 306
 307 static int get_off_from_method(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 308                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 309 {
 310         if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_RANDOM) {
 311                 uint64_t lastb;
 312
 313                 lastb = last_block(td, f, ddir);
 314                 if (!lastb)
 315                         return 1;
 316
 317                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 318         } else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZIPF)
 319                 return __get_next_rand_offset_zipf(td, f, ddir, b);
 320         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_PARETO)
 321                 return __get_next_rand_offset_pareto(td, f, ddir, b);
 322         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_GAUSS)
 323                 return __get_next_rand_offset_gauss(td, f, ddir, b);
 324         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED)
 325                 return __get_next_rand_offset_zoned(td, f, ddir, b);
 326         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED_ABS)
 327                 return __get_next_rand_offset_zoned_abs(td, f, ddir, b);
 328
 329         log_err("fio: unknown random distribution: %d\n", td->o.random_distribution);
 330         return 1;
 331 }
 332
 333 /*
 334  * Sort the reads for a verify phase in batches of verifysort_nr, if
 335  * specified.
 336  */
 337 static inline bool should_sort_io(struct thread_data *td)
 338 {
 339         if (!td->o.verifysort_nr || !td->o.do_verify)
 340                 return false;
 341         if (!td_random(td))
 342                 return false;
 343         if (td->runstate != TD_VERIFYING)
 344                 return false;
 345         if (td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE ||
 346             td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE64)
 347                 return false;
 348
 349         return true;
 350 }
 351
 352 static bool should_do_random(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 353 {
 354         unsigned int v;
 355
 356         if (td->o.perc_rand[ddir] == 100)
 357                 return true;
 358
 359         v = rand32_between(&td->seq_rand_state[ddir], 1, 100);
 360
 361         return v <= td->o.perc_rand[ddir];
 362 }
 363
 364 static int get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 365                                 enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 366 {
 367         struct rand_off *r;
 368         int i, ret = 1;
 369
 370         if (!should_sort_io(td))
 371                 return get_off_from_method(td, f, ddir, b);
 372
 373         if (!flist_empty(&td->next_rand_list)) {
 374 fetch:
 375                 r = flist_first_entry(&td->next_rand_list, struct rand_off, list);
 376                 flist_del(&r->list);
 377                 *b = r->off;
 378                 free(r);
 379                 return 0;
 380         }
 381
 382         for (i = 0; i < td->o.verifysort_nr; i++) {
 383                 r = malloc(sizeof(*r));
 384
 385                 ret = get_off_from_method(td, f, ddir, &r->off);
 386                 if (ret) {
 387                         free(r);
 388                         break;
 389                 }
 390
 391                 flist_add(&r->list, &td->next_rand_list);
 392         }
 393
 394         if (ret && !i)
 395                 return ret;
 396
 397         assert(!flist_empty(&td->next_rand_list));
 398         flist_sort(NULL, &td->next_rand_list, flist_cmp);
 399         goto fetch;
 400 }
 401
 402 static void loop_cache_invalidate(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 403 {
 404         struct thread_options *o = &td->o;
 405
 406         if (o->invalidate_cache && !o->odirect) {
 407                 int fio_unused ret;
 408
 409                 ret = file_invalidate_cache(td, f);
 410         }
 411 }
 412
 413 static int get_next_rand_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 414                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 415 {
 416         if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
 417                 return 0;
 418
 419         if (td->o.time_based ||
 420             (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)) {
 421                 fio_file_reset(td, f);
 422                 if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
 423                         return 0;
 424                 loop_cache_invalidate(td, f);
 425         }
 426
 427         dprint(FD_IO, "%s: rand offset failed, last=%llu, size=%llu\n",
 428                         f->file_name, (unsigned long long) f->last_pos[ddir],
 429                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 430         return 1;
 431 }
 432
 433 static int get_next_seq_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 434                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *offset)
 435 {
 436         struct thread_options *o = &td->o;
 437
 438         assert(ddir_rw(ddir));
 439
 440         /*
 441          * If we reach the end for a time based run, reset us back to 0
 442          * and invalidate the cache, if we need to.
 443          */
 444         if (f->last_pos[ddir] >= f->io_size + get_start_offset(td, f) &&
 445             o->time_based) {
 446                 f->last_pos[ddir] = f->file_offset;
 447                 loop_cache_invalidate(td, f);
 448         }
 449
 450         if (f->last_pos[ddir] < f->real_file_size) {
 451                 uint64_t pos;
 452
 453                 if (f->last_pos[ddir] == f->file_offset && o->ddir_seq_add < 0) {
 454                         if (f->real_file_size > f->io_size)
 455                                 f->last_pos[ddir] = f->io_size;
 456                         else
 457                                 f->last_pos[ddir] = f->real_file_size;
 458                 }
 459
 460                 pos = f->last_pos[ddir] - f->file_offset;
 461                 if (pos && o->ddir_seq_add) {
 462                         pos += o->ddir_seq_add;
 463
 464                         /*
 465                          * If we reach beyond the end of the file
 466                          * with holed IO, wrap around to the
 467                          * beginning again. If we're doing backwards IO,
 468                          * wrap to the end.
 469                          */
 470                         if (pos >= f->real_file_size) {
 471                                 if (o->ddir_seq_add > 0)
 472                                         pos = f->file_offset;
 473                                 else {
 474                                         if (f->real_file_size > f->io_size)
 475                                                 pos = f->io_size;
 476                                         else
 477                                                 pos = f->real_file_size;
 478
 479                                         pos += o->ddir_seq_add;
 480                                 }
 481                         }
 482                 }
 483
 484                 *offset = pos;
 485                 return 0;
 486         }
 487
 488         return 1;
 489 }
 490
 491 static int get_next_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 492                           enum fio_ddir ddir, int rw_seq,
 493                           unsigned int *is_random)
 494 {
 495         struct fio_file *f = io_u->file;
 496         uint64_t b, offset;
 497         int ret;
 498
 499         assert(ddir_rw(ddir));
 500
 501         b = offset = -1ULL;
 502
 503         if (rw_seq) {
 504                 if (td_random(td)) {
 505                         if (should_do_random(td, ddir)) {
 506                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 507                                 *is_random = 1;
 508                         } else {
 509                                 *is_random = 0;
 510                                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 511                                 ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 512                                 if (ret)
 513                                         ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 514                         }
 515                 } else {
 516                         *is_random = 0;
 517                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 518                 }
 519         } else {
 520                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 521                 *is_random = 0;
 522
 523                 if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_SEQ) {
 524                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 525                         if (ret) {
 526                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 527                                 *is_random = 0;
 528                         }
 529                 } else if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_IDENT) {
 530                         if (f->last_start[ddir] != -1ULL)
 531                                 offset = f->last_start[ddir] - f->file_offset;
 532                         else
 533                                 offset = 0;
 534                         ret = 0;
 535                 } else {
 536                         log_err("fio: unknown rw_seq=%d\n", td->o.rw_seq);
 537                         ret = 1;
 538                 }
 539         }
 540
 541         if (!ret) {
 542                 if (offset != -1ULL)
 543                         io_u->offset = offset;
 544                 else if (b != -1ULL)
 545                         io_u->offset = b * td->o.ba[ddir];
 546                 else {
 547                         log_err("fio: bug in offset generation: offset=%llu, b=%llu\n", (unsigned long long) offset, (unsigned long long) b);
 548                         ret = 1;
 549                 }
 550         }
 551
 552         return ret;
 553 }
 554
 555 /*
 556  * For random io, generate a random new block and see if it's used. Repeat
 557  * until we find a free one. For sequential io, just return the end of
 558  * the last io issued.
 559  */
 560 static int __get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 561                              unsigned int *is_random)
 562 {
 563         struct fio_file *f = io_u->file;
 564         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
 565         int rw_seq_hit = 0;
 566
 567         assert(ddir_rw(ddir));
 568
 569         if (td->o.ddir_seq_nr && !--td->ddir_seq_nr) {
 570                 rw_seq_hit = 1;
 571                 td->ddir_seq_nr = td->o.ddir_seq_nr;
 572         }
 573
 574         if (get_next_block(td, io_u, ddir, rw_seq_hit, is_random))
 575                 return 1;
 576
 577         if (io_u->offset >= f->io_size) {
 578                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= io_size %llu\n",
 579                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 580                                         (unsigned long long) f->io_size);
 581                 return 1;
 582         }
 583
 584         io_u->offset += f->file_offset;
 585         if (io_u->offset >= f->real_file_size) {
 586                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= size %llu\n",
 587                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 588                                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 589                 return 1;
 590         }
 591
 592         return 0;
 593 }
 594
 595 static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 596                            unsigned int *is_random)
 597 {
 598         if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
 599                 struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
 600
 601                 if (ops->fill_io_u_off)
 602                         return ops->fill_io_u_off(td, io_u, is_random);
 603         }
 604
 605         return __get_next_offset(td, io_u, is_random);
 606 }
 607
 608 static inline bool io_u_fits(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 609                              unsigned int buflen)
 610 {
 611         struct fio_file *f = io_u->file;
 612
 613         return io_u->offset + buflen <= f->io_size + get_start_offset(td, f);
 614 }
 615
 616 static unsigned int __get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 617                                       unsigned int is_random)
 618 {
 619         int ddir = io_u->ddir;
 620         unsigned int buflen = 0;
 621         unsigned int minbs, maxbs;
 622         uint64_t frand_max, r;
 623         bool power_2;
 624
 625         assert(ddir_rw(ddir));
 626
 627         if (td->o.bs_is_seq_rand)
 628                 ddir = is_random ? DDIR_WRITE: DDIR_READ;
 629
 630         minbs = td->o.min_bs[ddir];
 631         maxbs = td->o.max_bs[ddir];
 632
 633         if (minbs == maxbs)
 634                 return minbs;
 635
 636         /*
 637          * If we can't satisfy the min block size from here, then fail
 638          */
 639         if (!io_u_fits(td, io_u, minbs))
 640                 return 0;
 641
 642         frand_max = rand_max(&td->bsrange_state[ddir]);
 643         do {
 644                 r = __rand(&td->bsrange_state[ddir]);
 645
 646                 if (!td->o.bssplit_nr[ddir]) {
 647                         buflen = 1 + (unsigned int) ((double) maxbs *
 648                                         (r / (frand_max + 1.0)));
 649                         if (buflen < minbs)
 650                                 buflen = minbs;
 651                 } else {
 652                         long long perc = 0;
 653                         unsigned int i;
 654
 655                         for (i = 0; i < td->o.bssplit_nr[ddir]; i++) {
 656                                 struct bssplit *bsp = &td->o.bssplit[ddir][i];
 657
 658                                 buflen = bsp->bs;
 659                                 perc += bsp->perc;
 660                                 if (!perc)
 661                                         break;
 662                                 if ((r / perc <= frand_max / 100ULL) &&
 663                                     io_u_fits(td, io_u, buflen))
 664                                         break;
 665                         }
 666                 }
 667
 668                 power_2 = is_power_of_2(minbs);
 669                 if (!td->o.bs_unaligned && power_2)
 670                         buflen &= ~(minbs - 1);
 671                 else if (!td->o.bs_unaligned && !power_2)
 672                         buflen -= buflen % minbs;
 673         } while (!io_u_fits(td, io_u, buflen));
 674
 675         return buflen;
 676 }
 677
 678 static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 679                                     unsigned int is_random)
 680 {
 681         if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
 682                 struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
 683
 684                 if (ops->fill_io_u_size)
 685                         return ops->fill_io_u_size(td, io_u, is_random);
 686         }
 687
 688         return __get_next_buflen(td, io_u, is_random);
 689 }
 690
 691 static void set_rwmix_bytes(struct thread_data *td)
 692 {
 693         unsigned int diff;
 694
 695         /*
 696          * we do time or byte based switch. this is needed because
 697          * buffered writes may issue a lot quicker than they complete,
 698          * whereas reads do not.
 699          */
 700         diff = td->o.rwmix[td->rwmix_ddir ^ 1];
 701         td->rwmix_issues = (td->io_issues[td->rwmix_ddir] * diff) / 100;
 702 }
 703
 704 static inline enum fio_ddir get_rand_ddir(struct thread_data *td)
 705 {
 706         unsigned int v;
 707
 708         v = rand32_between(&td->rwmix_state, 1, 100);
 709
 710         if (v <= td->o.rwmix[DDIR_READ])
 711                 return DDIR_READ;
 712
 713         return DDIR_WRITE;
 714 }
 715
 716 int io_u_quiesce(struct thread_data *td)
 717 {
 718         int completed = 0;
 719
 720         /*
 721          * We are going to sleep, ensure that we flush anything pending as
 722          * not to skew our latency numbers.
 723          *
 724          * Changed to only monitor 'in flight' requests here instead of the
 725          * td->cur_depth, b/c td->cur_depth does not accurately represent
 726          * io's that have been actually submitted to an async engine,
 727          * and cur_depth is meaningless for sync engines.
 728          */
 729         if (td->io_u_queued || td->cur_depth) {
 730                 int fio_unused ret;
 731
 732                 ret = td_io_commit(td);
 733         }
 734
 735         while (td->io_u_in_flight) {
 736                 int ret;
 737
 738                 ret = io_u_queued_complete(td, 1);
 739                 if (ret > 0)
 740                         completed += ret;
 741         }
 742
 743         if (td->flags & TD_F_REGROW_LOGS)
 744                 regrow_logs(td);
 745
 746         return completed;
 747 }
 748
 749 static enum fio_ddir rate_ddir(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 750 {
 751         enum fio_ddir odir = ddir ^ 1;
 752         uint64_t usec;
 753         uint64_t now;
 754
 755         assert(ddir_rw(ddir));
 756         now = utime_since_now(&td->start);
 757
 758         /*
 759          * if rate_next_io_time is in the past, need to catch up to rate
 760          */
 761         if (td->rate_next_io_time[ddir] <= now)
 762                 return ddir;
 763
 764         /*
 765          * We are ahead of rate in this direction. See if we
 766          * should switch.
 767          */
 768         if (td_rw(td) && td->o.rwmix[odir]) {
 769                 /*
 770                  * Other direction is behind rate, switch
 771                  */
 772                 if (td->rate_next_io_time[odir] <= now)
 773                         return odir;
 774
 775                 /*
 776                  * Both directions are ahead of rate. sleep the min
 777                  * switch if necissary
 778                  */
 779                 if (td->rate_next_io_time[ddir] <=
 780                         td->rate_next_io_time[odir]) {
 781                         usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 782                 } else {
 783                         usec = td->rate_next_io_time[odir] - now;
 784                         ddir = odir;
 785                 }
 786         } else
 787                 usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 788
 789         if (td->o.io_submit_mode == IO_MODE_INLINE)
 790                 io_u_quiesce(td);
 791
 792         usec = usec_sleep(td, usec);
 793
 794         return ddir;
 795 }
 796
 797 /*
 798  * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
 799  * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
 800  * necessary.
 801  */
 802 static enum fio_ddir get_rw_ddir(struct thread_data *td)
 803 {
 804         enum fio_ddir ddir;
 805
 806         /*
 807          * See if it's time to fsync/fdatasync/sync_file_range first,
 808          * and if not then move on to check regular I/Os.
 809          */
 810         if (should_fsync(td)) {
 811                 if (td->o.fsync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 812                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fsync_blocks))
 813                         return DDIR_SYNC;
 814
 815                 if (td->o.fdatasync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 816                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fdatasync_blocks))
 817                         return DDIR_DATASYNC;
 818
 819                 if (td->sync_file_range_nr && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 820                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->sync_file_range_nr))
 821                         return DDIR_SYNC_FILE_RANGE;
 822         }
 823
 824         if (td_rw(td)) {
 825                 /*
 826                  * Check if it's time to seed a new data direction.
 827                  */
 828                 if (td->io_issues[td->rwmix_ddir] >= td->rwmix_issues) {
 829                         /*
 830                          * Put a top limit on how many bytes we do for
 831                          * one data direction, to avoid overflowing the
 832                          * ranges too much
 833                          */
 834                         ddir = get_rand_ddir(td);
 835
 836                         if (ddir != td->rwmix_ddir)
 837                                 set_rwmix_bytes(td);
 838
 839                         td->rwmix_ddir = ddir;
 840                 }
 841                 ddir = td->rwmix_ddir;
 842         } else if (td_read(td))
 843                 ddir = DDIR_READ;
 844         else if (td_write(td))
 845                 ddir = DDIR_WRITE;
 846         else if (td_trim(td))
 847                 ddir = DDIR_TRIM;
 848         else
 849                 ddir = DDIR_INVAL;
 850
 851         td->rwmix_ddir = rate_ddir(td, ddir);
 852         return td->rwmix_ddir;
 853 }
 854
 855 static void set_rw_ddir(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 856 {
 857         enum fio_ddir ddir = get_rw_ddir(td);
 858
 859         if (td_trimwrite(td)) {
 860                 struct fio_file *f = io_u->file;
 861                 if (f->last_pos[DDIR_WRITE] == f->last_pos[DDIR_TRIM])
 862                         ddir = DDIR_TRIM;
 863                 else
 864                         ddir = DDIR_WRITE;
 865         }
 866
 867         io_u->ddir = io_u->acct_ddir = ddir;
 868
 869         if (io_u->ddir == DDIR_WRITE && td_ioengine_flagged(td, FIO_BARRIER) &&
 870             td->o.barrier_blocks &&
 871            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.barrier_blocks) &&
 872              td->io_issues[DDIR_WRITE])
 873                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BARRIER);
 874 }
 875
 876 void put_file_log(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 877 {
 878         unsigned int ret = put_file(td, f);
 879
 880         if (ret)
 881                 td_verror(td, ret, "file close");
 882 }
 883
 884 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 885 {
 886         if (td->parent)
 887                 td = td->parent;
 888
 889         td_io_u_lock(td);
 890
 891         if (io_u->file && !(io_u->flags & IO_U_F_NO_FILE_PUT))
 892                 put_file_log(td, io_u->file);
 893
 894         io_u->file = NULL;
 895         io_u_set(td, io_u, IO_U_F_FREE);
 896
 897         if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 898                 td->cur_depth--;
 899                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 900         }
 901         io_u_qpush(&td->io_u_freelist, io_u);
 902         td_io_u_unlock(td);
 903         td_io_u_free_notify(td);
 904 }
 905
 906 void clear_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 907 {
 908         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 909         put_io_u(td, io_u);
 910 }
 911
 912 void requeue_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 913 {
 914         struct io_u *__io_u = *io_u;
 915         enum fio_ddir ddir = acct_ddir(__io_u);
 916
 917         dprint(FD_IO, "requeue %p\n", __io_u);
 918
 919         if (td->parent)
 920                 td = td->parent;
 921
 922         td_io_u_lock(td);
 923
 924         io_u_set(td, __io_u, IO_U_F_FREE);
 925         if ((__io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT) && ddir_rw(ddir))
 926                 td->io_issues[ddir]--;
 927
 928         io_u_clear(td, __io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 929         if (__io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 930                 td->cur_depth--;
 931                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 932         }
 933
 934         io_u_rpush(&td->io_u_requeues, __io_u);
 935         td_io_u_unlock(td);
 936         td_io_u_free_notify(td);
 937         *io_u = NULL;
 938 }
 939
 940 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 941 {
 942         unsigned int is_random;
 943
 944         if (td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO))
 945                 goto out;
 946
 947         set_rw_ddir(td, io_u);
 948
 949         /*
 950          * fsync() or fdatasync() or trim etc, we are done
 951          */
 952         if (!ddir_rw(io_u->ddir))
 953                 goto out;
 954
 955         /*
 956          * See if it's time to switch to a new zone
 957          */
 958         if (td->zone_bytes >= td->o.zone_size && td->o.zone_skip) {
 959                 struct fio_file *f = io_u->file;
 960
 961                 td->zone_bytes = 0;
 962                 f->file_offset += td->o.zone_range + td->o.zone_skip;
 963
 964                 /*
 965                  * Wrap from the beginning, if we exceed the file size
 966                  */
 967                 if (f->file_offset >= f->real_file_size)
 968                         f->file_offset = f->real_file_size - f->file_offset;
 969                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
 970                 td->io_skip_bytes += td->o.zone_skip;
 971         }
 972
 973         /*
 974          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next buflen and
 975          * position.
 976          */
 977         if (get_next_offset(td, io_u, &is_random)) {
 978                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting offset\n", io_u);
 979                 return 1;
 980         }
 981
 982         io_u->buflen = get_next_buflen(td, io_u, is_random);
 983         if (!io_u->buflen) {
 984                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting buflen\n", io_u);
 985                 return 1;
 986         }
 987
 988         if (io_u->offset + io_u->buflen > io_u->file->real_file_size) {
 989                 dprint(FD_IO, "io_u %p, offset + buflen exceeds file size\n",
 990                         io_u);
 991                 dprint(FD_IO, "  offset=%llu/buflen=%lu > %llu\n",
 992                         (unsigned long long) io_u->offset, io_u->buflen,
 993                         (unsigned long long) io_u->file->real_file_size);
 994                 return 1;
 995         }
 996
 997         /*
 998          * mark entry before potentially trimming io_u
 999          */
1000         if (td_random(td) && file_randommap(td, io_u->file))
1001                 mark_random_map(td, io_u);
1002
1003 out:
1004         dprint_io_u(io_u, "fill_io_u");
1005         td->zone_bytes += io_u->buflen;
1006         return 0;
1007 }
1008
1009 static void __io_u_mark_map(unsigned int *map, unsigned int nr)
1010 {
1011         int idx = 0;
1012
1013         switch (nr) {
1014         default:
1015                 idx = 6;
1016                 break;
1017         case 33 ... 64:
1018                 idx = 5;
1019                 break;
1020         case 17 ... 32:
1021                 idx = 4;
1022                 break;
1023         case 9 ... 16:
1024                 idx = 3;
1025                 break;
1026         case 5 ... 8:
1027                 idx = 2;
1028                 break;
1029         case 1 ... 4:
1030                 idx = 1;
1031         case 0:
1032                 break;
1033         }
1034
1035         map[idx]++;
1036 }
1037
1038 void io_u_mark_submit(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1039 {
1040         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_submit, nr);
1041         td->ts.total_submit++;
1042 }
1043
1044 void io_u_mark_complete(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1045 {
1046         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_complete, nr);
1047         td->ts.total_complete++;
1048 }
1049
1050 void io_u_mark_depth(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1051 {
1052         int idx = 0;
1053
1054         switch (td->cur_depth) {
1055         default:
1056                 idx = 6;
1057                 break;
1058         case 32 ... 63:
1059                 idx = 5;
1060                 break;
1061         case 16 ... 31:
1062                 idx = 4;
1063                 break;
1064         case 8 ... 15:
1065                 idx = 3;
1066                 break;
1067         case 4 ... 7:
1068                 idx = 2;
1069                 break;
1070         case 2 ... 3:
1071                 idx = 1;
1072         case 1:
1073                 break;
1074         }
1075
1076         td->ts.io_u_map[idx] += nr;
1077 }
1078
1079 static void io_u_mark_lat_nsec(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1080 {
1081         int idx = 0;
1082
1083         assert(nsec < 1000);
1084
1085         switch (nsec) {
1086         case 750 ... 999:
1087                 idx = 9;
1088                 break;
1089         case 500 ... 749:
1090                 idx = 8;
1091                 break;
1092         case 250 ... 499:
1093                 idx = 7;
1094                 break;
1095         case 100 ... 249:
1096                 idx = 6;
1097                 break;
1098         case 50 ... 99:
1099                 idx = 5;
1100                 break;
1101         case 20 ... 49:
1102                 idx = 4;
1103                 break;
1104         case 10 ... 19:
1105                 idx = 3;
1106                 break;
1107         case 4 ... 9:
1108                 idx = 2;
1109                 break;
1110         case 2 ... 3:
1111                 idx = 1;
1112         case 0 ... 1:
1113                 break;
1114         }
1115
1116         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_N_NR);
1117         td->ts.io_u_lat_n[idx]++;
1118 }
1119
1120 static void io_u_mark_lat_usec(struct thread_data *td, unsigned long long usec)
1121 {
1122         int idx = 0;
1123
1124         assert(usec < 1000 && usec >= 1);
1125
1126         switch (usec) {
1127         case 750 ... 999:
1128                 idx = 9;
1129                 break;
1130         case 500 ... 749:
1131                 idx = 8;
1132                 break;
1133         case 250 ... 499:
1134                 idx = 7;
1135                 break;
1136         case 100 ... 249:
1137                 idx = 6;
1138                 break;
1139         case 50 ... 99:
1140                 idx = 5;
1141                 break;
1142         case 20 ... 49:
1143                 idx = 4;
1144                 break;
1145         case 10 ... 19:
1146                 idx = 3;
1147                 break;
1148         case 4 ... 9:
1149                 idx = 2;
1150                 break;
1151         case 2 ... 3:
1152                 idx = 1;
1153         case 0 ... 1:
1154                 break;
1155         }
1156
1157         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_U_NR);
1158         td->ts.io_u_lat_u[idx]++;
1159 }
1160
1161 static void io_u_mark_lat_msec(struct thread_data *td, unsigned long long msec)
1162 {
1163         int idx = 0;
1164
1165         assert(msec >= 1);
1166
1167         switch (msec) {
1168         default:
1169                 idx = 11;
1170                 break;
1171         case 1000 ... 1999:
1172                 idx = 10;
1173                 break;
1174         case 750 ... 999:
1175                 idx = 9;
1176                 break;
1177         case 500 ... 749:
1178                 idx = 8;
1179                 break;
1180         case 250 ... 499:
1181                 idx = 7;
1182                 break;
1183         case 100 ... 249:
1184                 idx = 6;
1185                 break;
1186         case 50 ... 99:
1187                 idx = 5;
1188                 break;
1189         case 20 ... 49:
1190                 idx = 4;
1191                 break;
1192         case 10 ... 19:
1193                 idx = 3;
1194                 break;
1195         case 4 ... 9:
1196                 idx = 2;
1197                 break;
1198         case 2 ... 3:
1199                 idx = 1;
1200         case 0 ... 1:
1201                 break;
1202         }
1203
1204         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_M_NR);
1205         td->ts.io_u_lat_m[idx]++;
1206 }
1207
1208 static void io_u_mark_latency(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1209 {
1210         if (nsec < 1000)
1211                 io_u_mark_lat_nsec(td, nsec);
1212         else if (nsec < 1000000)
1213                 io_u_mark_lat_usec(td, nsec / 1000);
1214         else
1215                 io_u_mark_lat_msec(td, nsec / 1000000);
1216 }
1217
1218 static unsigned int __get_next_fileno_rand(struct thread_data *td)
1219 {
1220         unsigned long fileno;
1221
1222         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RANDOM) {
1223                 uint64_t frand_max = rand_max(&td->next_file_state);
1224                 unsigned long r;
1225
1226                 r = __rand(&td->next_file_state);
1227                 return (unsigned int) ((double) td->o.nr_files
1228                                 * (r / (frand_max + 1.0)));
1229         }
1230
1231         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_ZIPF)
1232                 fileno = zipf_next(&td->next_file_zipf);
1233         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_PARETO)
1234                 fileno = pareto_next(&td->next_file_zipf);
1235         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_GAUSS)
1236                 fileno = gauss_next(&td->next_file_gauss);
1237         else {
1238                 log_err("fio: bad file service type: %d\n", td->o.file_service_type);
1239                 assert(0);
1240                 return 0;
1241         }
1242
1243         return fileno >> FIO_FSERVICE_SHIFT;
1244 }
1245
1246 /*
1247  * Get next file to service by choosing one at random
1248  */
1249 static struct fio_file *get_next_file_rand(struct thread_data *td,
1250                                            enum fio_file_flags goodf,
1251                                            enum fio_file_flags badf)
1252 {
1253         struct fio_file *f;
1254         int fno;
1255
1256         do {
1257                 int opened = 0;
1258
1259                 fno = __get_next_fileno_rand(td);
1260
1261                 f = td->files[fno];
1262                 if (fio_file_done(f))
1263                         continue;
1264
1265                 if (!fio_file_open(f)) {
1266                         int err;
1267
1268                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1269                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1270
1271                         err = td_io_open_file(td, f);
1272                         if (err)
1273                                 continue;
1274                         opened = 1;
1275                 }
1276
1277                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf)) {
1278                         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rand: %p\n", f);
1279                         return f;
1280                 }
1281                 if (opened)
1282                         td_io_close_file(td, f);
1283         } while (1);
1284 }
1285
1286 /*
1287  * Get next file to service by doing round robin between all available ones
1288  */
1289 static struct fio_file *get_next_file_rr(struct thread_data *td, int goodf,
1290                                          int badf)
1291 {
1292         unsigned int old_next_file = td->next_file;
1293         struct fio_file *f;
1294
1295         do {
1296                 int opened = 0;
1297
1298                 f = td->files[td->next_file];
1299
1300                 td->next_file++;
1301                 if (td->next_file >= td->o.nr_files)
1302                         td->next_file = 0;
1303
1304                 dprint(FD_FILE, "trying file %s %x\n", f->file_name, f->flags);
1305                 if (fio_file_done(f)) {
1306                         f = NULL;
1307                         continue;
1308                 }
1309
1310                 if (!fio_file_open(f)) {
1311                         int err;
1312
1313                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1314                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1315
1316                         err = td_io_open_file(td, f);
1317                         if (err) {
1318                                 dprint(FD_FILE, "error %d on open of %s\n",
1319                                         err, f->file_name);
1320                                 f = NULL;
1321                                 continue;
1322                         }
1323                         opened = 1;
1324                 }
1325
1326                 dprint(FD_FILE, "goodf=%x, badf=%x, ff=%x\n", goodf, badf,
1327                                                                 f->flags);
1328                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf))
1329                         break;
1330
1331                 if (opened)
1332                         td_io_close_file(td, f);
1333
1334                 f = NULL;
1335         } while (td->next_file != old_next_file);
1336
1337         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rr: %p\n", f);
1338         return f;
1339 }
1340
1341 static struct fio_file *__get_next_file(struct thread_data *td)
1342 {
1343         struct fio_file *f;
1344
1345         assert(td->o.nr_files <= td->files_index);
1346
1347         if (td->nr_done_files >= td->o.nr_files) {
1348                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: nr_open=%d, nr_done=%d,"
1349                                 " nr_files=%d\n", td->nr_open_files,
1350                                                   td->nr_done_files,
1351                                                   td->o.nr_files);
1352                 return NULL;
1353         }
1354
1355         f = td->file_service_file;
1356         if (f && fio_file_open(f) && !fio_file_closing(f)) {
1357                 if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1358                         goto out;
1359                 if (td->file_service_left--)
1360                         goto out;
1361         }
1362
1363         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RR ||
1364             td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1365                 f = get_next_file_rr(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1366         else
1367                 f = get_next_file_rand(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1368
1369         if (IS_ERR(f))
1370                 return f;
1371
1372         td->file_service_file = f;
1373         td->file_service_left = td->file_service_nr - 1;
1374 out:
1375         if (f)
1376                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: %p [%s]\n", f, f->file_name);
1377         else
1378                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: NULL\n");
1379         return f;
1380 }
1381
1382 static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
1383 {
1384         if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
1385                 struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
1386
1387                 if (ops->get_next_file)
1388                         return ops->get_next_file(td);
1389         }
1390
1391         return __get_next_file(td);
1392 }
1393
1394 static long set_io_u_file(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1395 {
1396         struct fio_file *f;
1397
1398         do {
1399                 f = get_next_file(td);
1400                 if (IS_ERR_OR_NULL(f))
1401                         return PTR_ERR(f);
1402
1403                 io_u->file = f;
1404                 get_file(f);
1405
1406                 if (!fill_io_u(td, io_u))
1407                         break;
1408
1409                 put_file_log(td, f);
1410                 td_io_close_file(td, f);
1411                 io_u->file = NULL;
1412                 if (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)
1413                         fio_file_reset(td, f);
1414                 else {
1415                         fio_file_set_done(f);
1416                         td->nr_done_files++;
1417                         dprint(FD_FILE, "%s: is done (%d of %d)\n", f->file_name,
1418                                         td->nr_done_files, td->o.nr_files);
1419                 }
1420         } while (1);
1421
1422         return 0;
1423 }
1424
1425 static void lat_fatal(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
1426                       unsigned long tusec, unsigned long max_usec)
1427 {
1428         if (!td->error)
1429                 log_err("fio: latency of %lu usec exceeds specified max (%lu usec)\n", tusec, max_usec);
1430         td_verror(td, ETIMEDOUT, "max latency exceeded");
1431         icd->error = ETIMEDOUT;
1432 }
1433
1434 static void lat_new_cycle(struct thread_data *td)
1435 {
1436         fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1437         td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1438         td->latency_failed = 0;
1439 }
1440
1441 /*
1442  * We had an IO outside the latency target. Reduce the queue depth. If we
1443  * are at QD=1, then it's time to give up.
1444  */
1445 static bool __lat_target_failed(struct thread_data *td)
1446 {
1447         if (td->latency_qd == 1)
1448                 return true;
1449
1450         td->latency_qd_high = td->latency_qd;
1451
1452         if (td->latency_qd == td->latency_qd_low)
1453                 td->latency_qd_low--;
1454
1455         td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_low) / 2;
1456
1457         dprint(FD_RATE, "Ramped down: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1458
1459         /*
1460          * When we ramp QD down, quiesce existing IO to prevent
1461          * a storm of ramp downs due to pending higher depth.
1462          */
1463         io_u_quiesce(td);
1464         lat_new_cycle(td);
1465         return false;
1466 }
1467
1468 static bool lat_target_failed(struct thread_data *td)
1469 {
1470         if (td->o.latency_percentile.u.f == 100.0)
1471                 return __lat_target_failed(td);
1472
1473         td->latency_failed++;
1474         return false;
1475 }
1476
1477 void lat_target_init(struct thread_data *td)
1478 {
1479         td->latency_end_run = 0;
1480
1481         if (td->o.latency_target) {
1482                 dprint(FD_RATE, "Latency target=%llu\n", td->o.latency_target);
1483                 fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1484                 td->latency_qd = 1;
1485                 td->latency_qd_high = td->o.iodepth;
1486                 td->latency_qd_low = 1;
1487                 td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1488         } else
1489                 td->latency_qd = td->o.iodepth;
1490 }
1491
1492 void lat_target_reset(struct thread_data *td)
1493 {
1494         if (!td->latency_end_run)
1495                 lat_target_init(td);
1496 }
1497
1498 static void lat_target_success(struct thread_data *td)
1499 {
1500         const unsigned int qd = td->latency_qd;
1501         struct thread_options *o = &td->o;
1502
1503         td->latency_qd_low = td->latency_qd;
1504
1505         /*
1506          * If we haven't failed yet, we double up to a failing value instead
1507          * of bisecting from highest possible queue depth. If we have set
1508          * a limit other than td->o.iodepth, bisect between that.
1509          */
1510         if (td->latency_qd_high != o->iodepth)
1511                 td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_high) / 2;
1512         else
1513                 td->latency_qd *= 2;
1514
1515         if (td->latency_qd > o->iodepth)
1516                 td->latency_qd = o->iodepth;
1517
1518         dprint(FD_RATE, "Ramped up: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1519
1520         /*
1521          * Same as last one, we are done. Let it run a latency cycle, so
1522          * we get only the results from the targeted depth.
1523          */
1524         if (td->latency_qd == qd) {
1525                 if (td->latency_end_run) {
1526                         dprint(FD_RATE, "We are done\n");
1527                         td->done = 1;
1528                 } else {
1529                         dprint(FD_RATE, "Quiesce and final run\n");
1530                         io_u_quiesce(td);
1531                         td->latency_end_run = 1;
1532                         reset_all_stats(td);
1533                         reset_io_stats(td);
1534                 }
1535         }
1536
1537         lat_new_cycle(td);
1538 }
1539
1540 /*
1541  * Check if we can bump the queue depth
1542  */
1543 void lat_target_check(struct thread_data *td)
1544 {
1545         uint64_t usec_window;
1546         uint64_t ios;
1547         double success_ios;
1548
1549         usec_window = utime_since_now(&td->latency_ts);
1550         if (usec_window < td->o.latency_window)
1551                 return;
1552
1553         ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks) - td->latency_ios;
1554         success_ios = (double) (ios - td->latency_failed) / (double) ios;
1555         success_ios *= 100.0;
1556
1557         dprint(FD_RATE, "Success rate: %.2f%% (target %.2f%%)\n", success_ios, td->o.latency_percentile.u.f);
1558
1559         if (success_ios >= td->o.latency_percentile.u.f)
1560                 lat_target_success(td);
1561         else
1562                 __lat_target_failed(td);
1563 }
1564
1565 /*
1566  * If latency target is enabled, we might be ramping up or down and not
1567  * using the full queue depth available.
1568  */
1569 bool queue_full(const struct thread_data *td)
1570 {
1571         const int qempty = io_u_qempty(&td->io_u_freelist);
1572
1573         if (qempty)
1574                 return true;
1575         if (!td->o.latency_target)
1576                 return false;
1577
1578         return td->cur_depth >= td->latency_qd;
1579 }
1580
1581 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
1582 {
1583         struct io_u *io_u = NULL;
1584
1585         if (td->stop_io)
1586                 return NULL;
1587
1588         td_io_u_lock(td);
1589
1590 again:
1591         if (!io_u_rempty(&td->io_u_requeues))
1592                 io_u = io_u_rpop(&td->io_u_requeues);
1593         else if (!queue_full(td)) {
1594                 io_u = io_u_qpop(&td->io_u_freelist);
1595
1596                 io_u->file = NULL;
1597                 io_u->buflen = 0;
1598                 io_u->resid = 0;
1599                 io_u->end_io = NULL;
1600         }
1601
1602         if (io_u) {
1603                 assert(io_u->flags & IO_U_F_FREE);
1604                 io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FREE | IO_U_F_NO_FILE_PUT |
1605                                  IO_U_F_TRIMMED | IO_U_F_BARRIER |
1606                                  IO_U_F_VER_LIST);
1607
1608                 io_u->error = 0;
1609                 io_u->acct_ddir = -1;
1610                 td->cur_depth++;
1611                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1612                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_IN_CUR_DEPTH);
1613                 io_u->ipo = NULL;
1614         } else if (td_async_processing(td)) {
1615                 /*
1616                  * We ran out, wait for async verify threads to finish and
1617                  * return one
1618                  */
1619                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1620                 assert(!pthread_cond_wait(&td->free_cond, &td->io_u_lock));
1621                 goto again;
1622         }
1623
1624         td_io_u_unlock(td);
1625         return io_u;
1626 }
1627
1628 static bool check_get_trim(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1629 {
1630         if (!(td->flags & TD_F_TRIM_BACKLOG))
1631                 return false;
1632
1633         if (td->trim_entries) {
1634                 int get_trim = 0;
1635
1636                 if (td->trim_batch) {
1637                         td->trim_batch--;
1638                         get_trim = 1;
1639                 } else if (!(td->io_hist_len % td->o.trim_backlog) &&
1640                          td->last_ddir != DDIR_READ) {
1641                         td->trim_batch = td->o.trim_batch;
1642                         if (!td->trim_batch)
1643                                 td->trim_batch = td->o.trim_backlog;
1644                         get_trim = 1;
1645                 }
1646
1647                 if (get_trim && get_next_trim(td, io_u))
1648                         return true;
1649         }
1650
1651         return false;
1652 }
1653
1654 static bool check_get_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1655 {
1656         if (!(td->flags & TD_F_VER_BACKLOG))
1657                 return false;
1658
1659         if (td->io_hist_len) {
1660                 int get_verify = 0;
1661
1662                 if (td->verify_batch)
1663                         get_verify = 1;
1664                 else if (!(td->io_hist_len % td->o.verify_backlog) &&
1665                          td->last_ddir != DDIR_READ) {
1666                         td->verify_batch = td->o.verify_batch;
1667                         if (!td->verify_batch)
1668                                 td->verify_batch = td->o.verify_backlog;
1669                         get_verify = 1;
1670                 }
1671
1672                 if (get_verify && !get_next_verify(td, io_u)) {
1673                         td->verify_batch--;
1674                         return true;
1675                 }
1676         }
1677
1678         return false;
1679 }
1680
1681 /*
1682  * Fill offset and start time into the buffer content, to prevent too
1683  * easy compressible data for simple de-dupe attempts. Do this for every
1684  * 512b block in the range, since that should be the smallest block size
1685  * we can expect from a device.
1686  */
1687 static void small_content_scramble(struct io_u *io_u)
1688 {
1689         unsigned int i, nr_blocks = io_u->buflen / 512;
1690         uint64_t boffset;
1691         unsigned int offset;
1692         char *p, *end;
1693
1694         if (!nr_blocks)
1695                 return;
1696
1697         p = io_u->xfer_buf;
1698         boffset = io_u->offset;
1699         io_u->buf_filled_len = 0;
1700
1701         for (i = 0; i < nr_blocks; i++) {
1702                 /*
1703                  * Fill the byte offset into a "random" start offset of
1704                  * the buffer, given by the product of the usec time
1705                  * and the actual offset.
1706                  */
1707                 offset = ((io_u->start_time.tv_nsec/1000) ^ boffset) & 511;
1708                 offset &= ~(sizeof(uint64_t) - 1);
1709                 if (offset >= 512 - sizeof(uint64_t))
1710                         offset -= sizeof(uint64_t);
1711                 memcpy(p + offset, &boffset, sizeof(boffset));
1712
1713                 end = p + 512 - sizeof(io_u->start_time);
1714                 memcpy(end, &io_u->start_time, sizeof(io_u->start_time));
1715                 p += 512;
1716                 boffset += 512;
1717         }
1718 }
1719
1720 /*
1721  * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
1722  * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped and submitted.
1723  */
1724 struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
1725 {
1726         struct fio_file *f;
1727         struct io_u *io_u;
1728         int do_scramble = 0;
1729         long ret = 0;
1730
1731         io_u = __get_io_u(td);
1732         if (!io_u) {
1733                 dprint(FD_IO, "__get_io_u failed\n");
1734                 return NULL;
1735         }
1736
1737         if (check_get_verify(td, io_u))
1738                 goto out;
1739         if (check_get_trim(td, io_u))
1740                 goto out;
1741
1742         /*
1743          * from a requeue, io_u already setup
1744          */
1745         if (io_u->file)
1746                 goto out;
1747
1748         /*
1749          * If using an iolog, grab next piece if any available.
1750          */
1751         if (td->flags & TD_F_READ_IOLOG) {
1752                 if (read_iolog_get(td, io_u))
1753                         goto err_put;
1754         } else if (set_io_u_file(td, io_u)) {
1755                 ret = -EBUSY;
1756                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1757                 goto err_put;
1758         }
1759
1760         f = io_u->file;
1761         if (!f) {
1762                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1763                 goto err_put;
1764         }
1765
1766         assert(fio_file_open(f));
1767
1768         if (ddir_rw(io_u->ddir)) {
1769                 if (!io_u->buflen && !td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO)) {
1770                         dprint(FD_IO, "get_io_u: zero buflen on %p\n", io_u);
1771                         goto err_put;
1772                 }
1773
1774                 f->last_start[io_u->ddir] = io_u->offset;
1775                 f->last_pos[io_u->ddir] = io_u->offset + io_u->buflen;
1776
1777                 if (io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
1778                         if (td->flags & TD_F_REFILL_BUFFERS) {
1779                                 io_u_fill_buffer(td, io_u,
1780                                         td->o.min_bs[DDIR_WRITE],
1781                                         io_u->buflen);
1782                         } else if ((td->flags & TD_F_SCRAMBLE_BUFFERS) &&
1783                                    !(td->flags & TD_F_COMPRESS))
1784                                 do_scramble = 1;
1785                         if (td->flags & TD_F_VER_NONE) {
1786                                 populate_verify_io_u(td, io_u);
1787                                 do_scramble = 0;
1788                         }
1789                 } else if (io_u->ddir == DDIR_READ) {
1790                         /*
1791                          * Reset the buf_filled parameters so next time if the
1792                          * buffer is used for writes it is refilled.
1793                          */
1794                         io_u->buf_filled_len = 0;
1795                 }
1796         }
1797
1798         /*
1799          * Set io data pointers.
1800          */
1801         io_u->xfer_buf = io_u->buf;
1802         io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
1803
1804 out:
1805         assert(io_u->file);
1806         if (!td_io_prep(td, io_u)) {
1807                 if (!td->o.disable_lat)
1808                         fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
1809
1810                 if (do_scramble)
1811                         small_content_scramble(io_u);
1812
1813                 return io_u;
1814         }
1815 err_put:
1816         dprint(FD_IO, "get_io_u failed\n");
1817         put_io_u(td, io_u);
1818         return ERR_PTR(ret);
1819 }
1820
1821 static void __io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1822 {
1823         enum error_type_bit eb = td_error_type(io_u->ddir, io_u->error);
1824
1825         if (td_non_fatal_error(td, eb, io_u->error) && !td->o.error_dump)
1826                 return;
1827
1828         log_err("fio: io_u error%s%s: %s: %s offset=%llu, buflen=%lu\n",
1829                 io_u->file ? " on file " : "",
1830                 io_u->file ? io_u->file->file_name : "",
1831                 strerror(io_u->error),
1832                 io_ddir_name(io_u->ddir),
1833                 io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
1834
1835         if (td->io_ops->errdetails) {
1836                 char *err = td->io_ops->errdetails(io_u);
1837
1838                 log_err("fio: %s\n", err);
1839                 free(err);
1840         }
1841
1842         if (!td->error)
1843                 td_verror(td, io_u->error, "io_u error");
1844 }
1845
1846 void io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1847 {
1848         __io_u_log_error(td, io_u);
1849         if (td->parent)
1850                 __io_u_log_error(td->parent, io_u);
1851 }
1852
1853 static inline bool gtod_reduce(struct thread_data *td)
1854 {
1855         return (td->o.disable_clat && td->o.disable_slat && td->o.disable_bw)
1856                         || td->o.gtod_reduce;
1857 }
1858
1859 static void account_io_completion(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1860                                   struct io_completion_data *icd,
1861                                   const enum fio_ddir idx, unsigned int bytes)
1862 {
1863         const int no_reduce = !gtod_reduce(td);
1864         unsigned long long llnsec = 0;
1865
1866         if (td->parent)
1867                 td = td->parent;
1868
1869         if (!td->o.stats || td_ioengine_flagged(td, FIO_NOSTATS))
1870                 return;
1871
1872         if (no_reduce)
1873                 llnsec = ntime_since(&io_u->issue_time, &icd->time);
1874
1875         if (!td->o.disable_lat) {
1876                 unsigned long long tnsec;
1877
1878                 tnsec = ntime_since(&io_u->start_time, &icd->time);
1879                 add_lat_sample(td, idx, tnsec, bytes, io_u->offset);
1880
1881                 if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
1882                         struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
1883
1884                         if (ops->io_u_lat)
1885                                 icd->error = ops->io_u_lat(td, tnsec/1000);
1886                 }
1887
1888                 if (td->o.max_latency && tnsec/1000 > td->o.max_latency)
1889                         lat_fatal(td, icd, tnsec/1000, td->o.max_latency);
1890                 if (td->o.latency_target && tnsec/1000 > td->o.latency_target) {
1891                         if (lat_target_failed(td))
1892                                 lat_fatal(td, icd, tnsec/1000, td->o.latency_target);
1893                 }
1894         }
1895
1896         if (ddir_rw(idx)) {
1897                 if (!td->o.disable_clat) {
1898                         add_clat_sample(td, idx, llnsec, bytes, io_u->offset);
1899                         io_u_mark_latency(td, llnsec);
1900                 }
1901
1902                 if (!td->o.disable_bw && per_unit_log(td->bw_log))
1903                         add_bw_sample(td, io_u, bytes, llnsec);
1904
1905                 if (no_reduce && per_unit_log(td->iops_log))
1906                         add_iops_sample(td, io_u, bytes);
1907         }
1908
1909         if (td->ts.nr_block_infos && io_u->ddir == DDIR_TRIM) {
1910                 uint32_t *info = io_u_block_info(td, io_u);
1911                 if (BLOCK_INFO_STATE(*info) < BLOCK_STATE_TRIM_FAILURE) {
1912                         if (io_u->ddir == DDIR_TRIM) {
1913                                 *info = BLOCK_INFO(BLOCK_STATE_TRIMMED,
1914                                                 BLOCK_INFO_TRIMS(*info) + 1);
1915                         } else if (io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
1916                                 *info = BLOCK_INFO_SET_STATE(BLOCK_STATE_WRITTEN,
1917                                                                 *info);
1918                         }
1919                 }
1920         }
1921 }
1922
1923 static void file_log_write_comp(const struct thread_data *td, struct fio_file *f,
1924                                 uint64_t offset, unsigned int bytes)
1925 {
1926         int idx;
1927
1928         if (!f)
1929                 return;
1930
1931         if (f->first_write == -1ULL || offset < f->first_write)
1932                 f->first_write = offset;
1933         if (f->last_write == -1ULL || ((offset + bytes) > f->last_write))
1934                 f->last_write = offset + bytes;
1935
1936         if (!f->last_write_comp)
1937                 return;
1938
1939         idx = f->last_write_idx++;
1940         f->last_write_comp[idx] = offset;
1941         if (f->last_write_idx == td->o.iodepth)
1942                 f->last_write_idx = 0;
1943 }
1944
1945 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u **io_u_ptr,
1946                          struct io_completion_data *icd)
1947 {
1948         struct io_u *io_u = *io_u_ptr;
1949         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
1950         struct fio_file *f = io_u->file;
1951
1952         dprint_io_u(io_u, "io complete");
1953
1954         assert(io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT);
1955         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT | IO_U_F_BUSY_OK);
1956
1957         /*
1958          * Mark IO ok to verify
1959          */
1960         if (io_u->ipo) {
1961                 /*
1962                  * Remove errored entry from the verification list
1963                  */
1964                 if (io_u->error)
1965                         unlog_io_piece(td, io_u);
1966                 else {
1967                         io_u->ipo->flags &= ~IP_F_IN_FLIGHT;
1968                         write_barrier();
1969                 }
1970         }
1971
1972         if (ddir_sync(ddir)) {
1973                 td->last_was_sync = 1;
1974                 if (f) {
1975                         f->first_write = -1ULL;
1976                         f->last_write = -1ULL;
1977                 }
1978                 return;
1979         }
1980
1981         td->last_was_sync = 0;
1982         td->last_ddir = ddir;
1983
1984         if (!io_u->error && ddir_rw(ddir)) {
1985                 unsigned int bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
1986                 int ret;
1987
1988                 td->io_blocks[ddir]++;
1989                 td->this_io_blocks[ddir]++;
1990                 td->io_bytes[ddir] += bytes;
1991
1992                 if (!(io_u->flags & IO_U_F_VER_LIST))
1993                         td->this_io_bytes[ddir] += bytes;
1994
1995                 if (ddir == DDIR_WRITE)
1996                         file_log_write_comp(td, f, io_u->offset, bytes);
1997
1998                 if (ramp_time_over(td) && (td->runstate == TD_RUNNING ||
1999                                            td->runstate == TD_VERIFYING))
2000                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, bytes);
2001
2002                 icd->bytes_done[ddir] += bytes;
2003
2004                 if (io_u->end_io) {
2005                         ret = io_u->end_io(td, io_u_ptr);
2006                         io_u = *io_u_ptr;
2007                         if (ret && !icd->error)
2008                                 icd->error = ret;
2009                 }
2010         } else if (io_u->error) {
2011                 icd->error = io_u->error;
2012                 io_u_log_error(td, io_u);
2013         }
2014         if (icd->error) {
2015                 enum error_type_bit eb = td_error_type(ddir, icd->error);
2016
2017                 if (!td_non_fatal_error(td, eb, icd->error))
2018                         return;
2019
2020                 /*
2021                  * If there is a non_fatal error, then add to the error count
2022                  * and clear all the errors.
2023                  */
2024                 update_error_count(td, icd->error);
2025                 td_clear_error(td);
2026                 icd->error = 0;
2027                 if (io_u)
2028                         io_u->error = 0;
2029         }
2030 }
2031
2032 static void init_icd(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
2033                      int nr)
2034 {
2035         int ddir;
2036
2037         if (!gtod_reduce(td))
2038                 fio_gettime(&icd->time, NULL);
2039
2040         icd->nr = nr;
2041
2042         icd->error = 0;
2043         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2044                 icd->bytes_done[ddir] = 0;
2045 }
2046
2047 static void ios_completed(struct thread_data *td,
2048                           struct io_completion_data *icd)
2049 {
2050         struct io_u *io_u;
2051         int i;
2052
2053         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
2054                 io_u = td->io_ops->event(td, i);
2055
2056                 io_completed(td, &io_u, icd);
2057
2058                 if (io_u)
2059                         put_io_u(td, io_u);
2060         }
2061 }
2062
2063 /*
2064  * Complete a single io_u for the sync engines.
2065  */
2066 int io_u_sync_complete(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2067 {
2068         struct io_completion_data icd;
2069         int ddir;
2070
2071         init_icd(td, &icd, 1);
2072         io_completed(td, &io_u, &icd);
2073
2074         if (io_u)
2075                 put_io_u(td, io_u);
2076
2077         if (icd.error) {
2078                 td_verror(td, icd.error, "io_u_sync_complete");
2079                 return -1;
2080         }
2081
2082         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2083                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2084
2085         return 0;
2086 }
2087
2088 /*
2089  * Called to complete min_events number of io for the async engines.
2090  */
2091 int io_u_queued_complete(struct thread_data *td, int min_evts)
2092 {
2093         struct io_completion_data icd;
2094         struct timespec *tvp = NULL;
2095         int ret, ddir;
2096         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0, };
2097
2098         dprint(FD_IO, "io_u_queued_complete: min=%d\n", min_evts);
2099
2100         if (!min_evts)
2101                 tvp = &ts;
2102         else if (min_evts > td->cur_depth)
2103                 min_evts = td->cur_depth;
2104
2105         /* No worries, td_io_getevents fixes min and max if they are
2106          * set incorrectly */
2107         ret = td_io_getevents(td, min_evts, td->o.iodepth_batch_complete_max, tvp);
2108         if (ret < 0) {
2109                 td_verror(td, -ret, "td_io_getevents");
2110                 return ret;
2111         } else if (!ret)
2112                 return ret;
2113
2114         init_icd(td, &icd, ret);
2115         ios_completed(td, &icd);
2116         if (icd.error) {
2117                 td_verror(td, icd.error, "io_u_queued_complete");
2118                 return -1;
2119         }
2120
2121         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2122                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2123
2124         return ret;
2125 }
2126
2127 /*
2128  * Call when io_u is really queued, to update the submission latency.
2129  */
2130 void io_u_queued(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2131 {
2132         if (!td->o.disable_slat && ramp_time_over(td) && td->o.stats) {
2133                 unsigned long slat_time;
2134
2135                 slat_time = ntime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time);
2136
2137                 if (td->parent)
2138                         td = td->parent;
2139
2140                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, slat_time, io_u->xfer_buflen,
2141                                 io_u->offset);
2142         }
2143 }
2144
2145 /*
2146  * See if we should reuse the last seed, if dedupe is enabled
2147  */
2148 static struct frand_state *get_buf_state(struct thread_data *td)
2149 {
2150         unsigned int v;
2151
2152         if (!td->o.dedupe_percentage)
2153                 return &td->buf_state;
2154         else if (td->o.dedupe_percentage == 100) {
2155                 frand_copy(&td->buf_state_prev, &td->buf_state);
2156                 return &td->buf_state;
2157         }
2158
2159         v = rand32_between(&td->dedupe_state, 1, 100);
2160
2161         if (v <= td->o.dedupe_percentage)
2162                 return &td->buf_state_prev;
2163
2164         return &td->buf_state;
2165 }
2166
2167 static void save_buf_state(struct thread_data *td, struct frand_state *rs)
2168 {
2169         if (td->o.dedupe_percentage == 100)
2170                 frand_copy(rs, &td->buf_state_prev);
2171         else if (rs == &td->buf_state)
2172                 frand_copy(&td->buf_state_prev, rs);
2173 }
2174
2175 void fill_io_buffer(struct thread_data *td, void *buf, unsigned int min_write,
2176                     unsigned int max_bs)
2177 {
2178         struct thread_options *o = &td->o;
2179
2180         if (o->mem_type == MEM_CUDA_MALLOC)
2181                 return;
2182
2183         if (o->compress_percentage || o->dedupe_percentage) {
2184                 unsigned int perc = td->o.compress_percentage;
2185                 struct frand_state *rs;
2186                 unsigned int left = max_bs;
2187                 unsigned int this_write;
2188
2189                 do {
2190                         rs = get_buf_state(td);
2191
2192                         min_write = min(min_write, left);
2193
2194                         if (perc) {
2195                                 this_write = min_not_zero(min_write,
2196                                                         td->o.compress_chunk);
2197
2198                                 fill_random_buf_percentage(rs, buf, perc,
2199                                         this_write, this_write,
2200                                         o->buffer_pattern,
2201                                         o->buffer_pattern_bytes);
2202                         } else {
2203                                 fill_random_buf(rs, buf, min_write);
2204                                 this_write = min_write;
2205                         }
2206
2207                         buf += this_write;
2208                         left -= this_write;
2209                         save_buf_state(td, rs);
2210                 } while (left);
2211         } else if (o->buffer_pattern_bytes)
2212                 fill_buffer_pattern(td, buf, max_bs);
2213         else if (o->zero_buffers)
2214                 memset(buf, 0, max_bs);
2215         else
2216                 fill_random_buf(get_buf_state(td), buf, max_bs);
2217 }
2218
2219 /*
2220  * "randomly" fill the buffer contents
2221  */
2222 void io_u_fill_buffer(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
2223                       unsigned int min_write, unsigned int max_bs)
2224 {
2225         io_u->buf_filled_len = 0;
2226         fill_io_buffer(td, io_u->buf, min_write, max_bs);
2227 }
2228
2229 static int do_sync_file_range(const struct thread_data *td,
2230                               struct fio_file *f)
2231 {
2232         off64_t offset, nbytes;
2233
2234         offset = f->first_write;
2235         nbytes = f->last_write - f->first_write;
2236
2237         if (!nbytes)
2238                 return 0;
2239
2240         return sync_file_range(f->fd, offset, nbytes, td->o.sync_file_range);
2241 }
2242
2243 int do_io_u_sync(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2244 {
2245         int ret;
2246
2247         if (io_u->ddir == DDIR_SYNC) {
2248                 ret = fsync(io_u->file->fd);
2249         } else if (io_u->ddir == DDIR_DATASYNC) {
2250 #ifdef CONFIG_FDATASYNC
2251                 ret = fdatasync(io_u->file->fd);
2252 #else
2253                 ret = io_u->xfer_buflen;
2254                 io_u->error = EINVAL;
2255 #endif
2256         } else if (io_u->ddir == DDIR_SYNC_FILE_RANGE)
2257                 ret = do_sync_file_range(td, io_u->file);
2258         else {
2259                 ret = io_u->xfer_buflen;
2260                 io_u->error = EINVAL;
2261         }
2262
2263         if (ret < 0)
2264                 io_u->error = errno;
2265
2266         return ret;
2267 }
2268
2269 int do_io_u_trim(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2270 {
2271 #ifndef FIO_HAVE_TRIM
2272         io_u->error = EINVAL;
2273         return 0;
2274 #else
2275         struct fio_file *f = io_u->file;
2276         int ret;
2277
2278         ret = os_trim(f, io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
2279         if (!ret)
2280                 return io_u->xfer_buflen;
2281
2282         io_u->error = ret;
2283         return 0;
2284 #endif
2285 }