io_u.c

   1 #include <unistd.h>
   2 #include <string.h>
   3 #include <assert.h>
   4
   5 #include "fio.h"
   6 #include "verify.h"
   7 #include "trim.h"
   8 #include "lib/rand.h"
   9 #include "lib/axmap.h"
  10 #include "err.h"
  11 #include "lib/pow2.h"
  12 #include "minmax.h"
  13 #include "zbd.h"
  14
  15 struct io_completion_data {
  16         int nr;                         /* input */
  17
  18         int error;                      /* output */
  19         uint64_t bytes_done[DDIR_RWDIR_CNT];    /* output */
  20         struct timespec time;           /* output */
  21 };
  22
  23 /*
  24  * The ->io_axmap contains a map of blocks we have or have not done io
  25  * to yet. Used to make sure we cover the entire range in a fair fashion.
  26  */
  27 static bool random_map_free(struct fio_file *f, const uint64_t block)
  28 {
  29         return !axmap_isset(f->io_axmap, block);
  30 }
  31
  32 /*
  33  * Mark a given offset as used in the map.
  34  */
  35 static uint64_t mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
  36                                 uint64_t offset, uint64_t buflen)
  37 {
  38         unsigned long long min_bs = td->o.min_bs[io_u->ddir];
  39         struct fio_file *f = io_u->file;
  40         unsigned long long nr_blocks;
  41         uint64_t block;
  42
  43         block = (offset - f->file_offset) / (uint64_t) min_bs;
  44         nr_blocks = (buflen + min_bs - 1) / min_bs;
  45         assert(nr_blocks > 0);
  46
  47         if (!(io_u->flags & IO_U_F_BUSY_OK)) {
  48                 nr_blocks = axmap_set_nr(f->io_axmap, block, nr_blocks);
  49                 assert(nr_blocks > 0);
  50         }
  51
  52         if ((nr_blocks * min_bs) < buflen)
  53                 buflen = nr_blocks * min_bs;
  54
  55         return buflen;
  56 }
  57
  58 static uint64_t last_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  59                            enum fio_ddir ddir)
  60 {
  61         uint64_t max_blocks;
  62         uint64_t max_size;
  63
  64         assert(ddir_rw(ddir));
  65
  66         /*
  67          * Hmm, should we make sure that ->io_size <= ->real_file_size?
  68          * -> not for now since there is code assuming it could go either.
  69          */
  70         max_size = f->io_size;
  71         if (max_size > f->real_file_size)
  72                 max_size = f->real_file_size;
  73
  74         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_STRIDED && td->o.zone_range)
  75                 max_size = td->o.zone_range;
  76
  77         if (td->o.min_bs[ddir] > td->o.ba[ddir])
  78                 max_size -= td->o.min_bs[ddir] - td->o.ba[ddir];
  79
  80         max_blocks = max_size / (uint64_t) td->o.ba[ddir];
  81         if (!max_blocks)
  82                 return 0;
  83
  84         return max_blocks;
  85 }
  86
  87 static int __get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  88                                   enum fio_ddir ddir, uint64_t *b,
  89                                   uint64_t lastb)
  90 {
  91         uint64_t r;
  92
  93         if (td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE ||
  94             td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE64) {
  95
  96                 r = __rand(&td->random_state);
  97
  98                 dprint(FD_RANDOM, "off rand %llu\n", (unsigned long long) r);
  99
 100                 *b = lastb * (r / (rand_max(&td->random_state) + 1.0));
 101         } else {
 102                 uint64_t off = 0;
 103
 104                 assert(fio_file_lfsr(f));
 105
 106                 if (lfsr_next(&f->lfsr, &off))
 107                         return 1;
 108
 109                 *b = off;
 110         }
 111
 112         /*
 113          * if we are not maintaining a random map, we are done.
 114          */
 115         if (!file_randommap(td, f))
 116                 goto ret;
 117
 118         /*
 119          * calculate map offset and check if it's free
 120          */
 121         if (random_map_free(f, *b))
 122                 goto ret;
 123
 124         dprint(FD_RANDOM, "get_next_rand_offset: offset %llu busy\n",
 125                                                 (unsigned long long) *b);
 126
 127         *b = axmap_next_free(f->io_axmap, *b);
 128         if (*b == (uint64_t) -1ULL)
 129                 return 1;
 130 ret:
 131         return 0;
 132 }
 133
 134 static int __get_next_rand_offset_zipf(struct thread_data *td,
 135                                        struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 136                                        uint64_t *b)
 137 {
 138         *b = zipf_next(&f->zipf);
 139         return 0;
 140 }
 141
 142 static int __get_next_rand_offset_pareto(struct thread_data *td,
 143                                          struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 144                                          uint64_t *b)
 145 {
 146         *b = pareto_next(&f->zipf);
 147         return 0;
 148 }
 149
 150 static int __get_next_rand_offset_gauss(struct thread_data *td,
 151                                         struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 152                                         uint64_t *b)
 153 {
 154         *b = gauss_next(&f->gauss);
 155         return 0;
 156 }
 157
 158 static int __get_next_rand_offset_zoned_abs(struct thread_data *td,
 159                                             struct fio_file *f,
 160                                             enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 161 {
 162         struct zone_split_index *zsi;
 163         uint64_t lastb, send, stotal;
 164         unsigned int v;
 165
 166         lastb = last_block(td, f, ddir);
 167         if (!lastb)
 168                 return 1;
 169
 170         if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
 171 bail:
 172                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 173         }
 174
 175         /*
 176          * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
 177          */
 178         v = rand_between(&td->zone_state, 1, 100);
 179
 180         /*
 181          * Find our generated table. 'send' is the end block of this zone,
 182          * 'stotal' is our start offset.
 183          */
 184         zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
 185         stotal = zsi->size_prev / td->o.ba[ddir];
 186         send = zsi->size / td->o.ba[ddir];
 187
 188         /*
 189          * Should never happen
 190          */
 191         if (send == -1U) {
 192                 if (!fio_did_warn(FIO_WARN_ZONED_BUG))
 193                         log_err("fio: bug in zoned generation\n");
 194                 goto bail;
 195         } else if (send > lastb) {
 196                 /*
 197                  * This happens if the user specifies ranges that exceed
 198                  * the file/device size. We can't handle that gracefully,
 199                  * so error and exit.
 200                  */
 201                 log_err("fio: zoned_abs sizes exceed file size\n");
 202                 return 1;
 203         }
 204
 205         /*
 206          * Generate index from 0..send-stotal
 207          */
 208         if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, send - stotal) == 1)
 209                 return 1;
 210
 211         *b += stotal;
 212         return 0;
 213 }
 214
 215 static int __get_next_rand_offset_zoned(struct thread_data *td,
 216                                         struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 217                                         uint64_t *b)
 218 {
 219         unsigned int v, send, stotal;
 220         uint64_t offset, lastb;
 221         struct zone_split_index *zsi;
 222
 223         lastb = last_block(td, f, ddir);
 224         if (!lastb)
 225                 return 1;
 226
 227         if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
 228 bail:
 229                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 230         }
 231
 232         /*
 233          * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
 234          */
 235         v = rand_between(&td->zone_state, 1, 100);
 236
 237         zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
 238         stotal = zsi->size_perc_prev;
 239         send = zsi->size_perc;
 240
 241         /*
 242          * Should never happen
 243          */
 244         if (send == -1U) {
 245                 if (!fio_did_warn(FIO_WARN_ZONED_BUG))
 246                         log_err("fio: bug in zoned generation\n");
 247                 goto bail;
 248         }
 249
 250         /*
 251          * 'send' is some percentage below or equal to 100 that
 252          * marks the end of the current IO range. 'stotal' marks
 253          * the start, in percent.
 254          */
 255         if (stotal)
 256                 offset = stotal * lastb / 100ULL;
 257         else
 258                 offset = 0;
 259
 260         lastb = lastb * (send - stotal) / 100ULL;
 261
 262         /*
 263          * Generate index from 0..send-of-lastb
 264          */
 265         if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb) == 1)
 266                 return 1;
 267
 268         /*
 269          * Add our start offset, if any
 270          */
 271         if (offset)
 272                 *b += offset;
 273
 274         return 0;
 275 }
 276
 277 static int get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 278                                 enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 279 {
 280         if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_RANDOM) {
 281                 uint64_t lastb;
 282
 283                 lastb = last_block(td, f, ddir);
 284                 if (!lastb)
 285                         return 1;
 286
 287                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 288         } else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZIPF)
 289                 return __get_next_rand_offset_zipf(td, f, ddir, b);
 290         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_PARETO)
 291                 return __get_next_rand_offset_pareto(td, f, ddir, b);
 292         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_GAUSS)
 293                 return __get_next_rand_offset_gauss(td, f, ddir, b);
 294         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED)
 295                 return __get_next_rand_offset_zoned(td, f, ddir, b);
 296         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED_ABS)
 297                 return __get_next_rand_offset_zoned_abs(td, f, ddir, b);
 298
 299         log_err("fio: unknown random distribution: %d\n", td->o.random_distribution);
 300         return 1;
 301 }
 302
 303 static bool should_do_random(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 304 {
 305         unsigned int v;
 306
 307         if (td->o.perc_rand[ddir] == 100)
 308                 return true;
 309
 310         v = rand_between(&td->seq_rand_state[ddir], 1, 100);
 311
 312         return v <= td->o.perc_rand[ddir];
 313 }
 314
 315 static void loop_cache_invalidate(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 316 {
 317         struct thread_options *o = &td->o;
 318
 319         if (o->invalidate_cache && !o->odirect) {
 320                 int fio_unused ret;
 321
 322                 ret = file_invalidate_cache(td, f);
 323         }
 324 }
 325
 326 static int get_next_rand_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 327                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 328 {
 329         if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
 330                 return 0;
 331
 332         if (td->o.time_based ||
 333             (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)) {
 334                 fio_file_reset(td, f);
 335                 loop_cache_invalidate(td, f);
 336                 if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
 337                         return 0;
 338         }
 339
 340         dprint(FD_IO, "%s: rand offset failed, last=%llu, size=%llu\n",
 341                         f->file_name, (unsigned long long) f->last_pos[ddir],
 342                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 343         return 1;
 344 }
 345
 346 static int get_next_seq_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 347                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *offset)
 348 {
 349         struct thread_options *o = &td->o;
 350
 351         assert(ddir_rw(ddir));
 352
 353         /*
 354          * If we reach the end for a time based run, reset us back to 0
 355          * and invalidate the cache, if we need to.
 356          */
 357         if (f->last_pos[ddir] >= f->io_size + get_start_offset(td, f) &&
 358             o->time_based) {
 359                 f->last_pos[ddir] = f->file_offset;
 360                 loop_cache_invalidate(td, f);
 361         }
 362
 363         if (f->last_pos[ddir] < f->real_file_size) {
 364                 uint64_t pos;
 365
 366                 /*
 367                  * Only rewind if we already hit the end
 368                  */
 369                 if (f->last_pos[ddir] == f->file_offset &&
 370                     f->file_offset && o->ddir_seq_add < 0) {
 371                         if (f->real_file_size > f->io_size)
 372                                 f->last_pos[ddir] = f->io_size;
 373                         else
 374                                 f->last_pos[ddir] = f->real_file_size;
 375                 }
 376
 377                 pos = f->last_pos[ddir] - f->file_offset;
 378                 if (pos && o->ddir_seq_add) {
 379                         pos += o->ddir_seq_add;
 380
 381                         /*
 382                          * If we reach beyond the end of the file
 383                          * with holed IO, wrap around to the
 384                          * beginning again. If we're doing backwards IO,
 385                          * wrap to the end.
 386                          */
 387                         if (pos >= f->real_file_size) {
 388                                 if (o->ddir_seq_add > 0)
 389                                         pos = f->file_offset;
 390                                 else {
 391                                         if (f->real_file_size > f->io_size)
 392                                                 pos = f->io_size;
 393                                         else
 394                                                 pos = f->real_file_size;
 395
 396                                         pos += o->ddir_seq_add;
 397                                 }
 398                         }
 399                 }
 400
 401                 *offset = pos;
 402                 return 0;
 403         }
 404
 405         return 1;
 406 }
 407
 408 static int get_next_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 409                           enum fio_ddir ddir, int rw_seq,
 410                           bool *is_random)
 411 {
 412         struct fio_file *f = io_u->file;
 413         uint64_t b, offset;
 414         int ret;
 415
 416         assert(ddir_rw(ddir));
 417
 418         b = offset = -1ULL;
 419
 420         if (rw_seq) {
 421                 if (td_random(td)) {
 422                         if (should_do_random(td, ddir)) {
 423                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 424                                 *is_random = true;
 425                         } else {
 426                                 *is_random = false;
 427                                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 428                                 ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 429                                 if (ret)
 430                                         ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 431                         }
 432                 } else {
 433                         *is_random = false;
 434                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 435                 }
 436         } else {
 437                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 438                 *is_random = false;
 439
 440                 if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_SEQ) {
 441                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 442                         if (ret) {
 443                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 444                                 *is_random = false;
 445                         }
 446                 } else if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_IDENT) {
 447                         if (f->last_start[ddir] != -1ULL)
 448                                 offset = f->last_start[ddir] - f->file_offset;
 449                         else
 450                                 offset = 0;
 451                         ret = 0;
 452                 } else {
 453                         log_err("fio: unknown rw_seq=%d\n", td->o.rw_seq);
 454                         ret = 1;
 455                 }
 456         }
 457
 458         if (!ret) {
 459                 if (offset != -1ULL)
 460                         io_u->offset = offset;
 461                 else if (b != -1ULL)
 462                         io_u->offset = b * td->o.ba[ddir];
 463                 else {
 464                         log_err("fio: bug in offset generation: offset=%llu, b=%llu\n", (unsigned long long) offset, (unsigned long long) b);
 465                         ret = 1;
 466                 }
 467         }
 468
 469         return ret;
 470 }
 471
 472 /*
 473  * For random io, generate a random new block and see if it's used. Repeat
 474  * until we find a free one. For sequential io, just return the end of
 475  * the last io issued.
 476  */
 477 static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 478                            bool *is_random)
 479 {
 480         struct fio_file *f = io_u->file;
 481         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
 482         int rw_seq_hit = 0;
 483
 484         assert(ddir_rw(ddir));
 485
 486         if (td->o.ddir_seq_nr && !--td->ddir_seq_nr) {
 487                 rw_seq_hit = 1;
 488                 td->ddir_seq_nr = td->o.ddir_seq_nr;
 489         }
 490
 491         if (get_next_block(td, io_u, ddir, rw_seq_hit, is_random))
 492                 return 1;
 493
 494         if (io_u->offset >= f->io_size) {
 495                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= io_size %llu\n",
 496                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 497                                         (unsigned long long) f->io_size);
 498                 return 1;
 499         }
 500
 501         io_u->offset += f->file_offset;
 502         if (io_u->offset >= f->real_file_size) {
 503                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= size %llu\n",
 504                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 505                                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 506                 return 1;
 507         }
 508
 509         return 0;
 510 }
 511
 512 static inline bool io_u_fits(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 513                              unsigned long long buflen)
 514 {
 515         struct fio_file *f = io_u->file;
 516
 517         return io_u->offset + buflen <= f->io_size + get_start_offset(td, f);
 518 }
 519
 520 static unsigned long long get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 521                                     bool is_random)
 522 {
 523         int ddir = io_u->ddir;
 524         unsigned long long buflen = 0;
 525         unsigned long long minbs, maxbs;
 526         uint64_t frand_max, r;
 527         bool power_2;
 528
 529         assert(ddir_rw(ddir));
 530
 531         if (td->o.bs_is_seq_rand)
 532                 ddir = is_random ? DDIR_WRITE : DDIR_READ;
 533
 534         minbs = td->o.min_bs[ddir];
 535         maxbs = td->o.max_bs[ddir];
 536
 537         if (minbs == maxbs)
 538                 return minbs;
 539
 540         /*
 541          * If we can't satisfy the min block size from here, then fail
 542          */
 543         if (!io_u_fits(td, io_u, minbs))
 544                 return 0;
 545
 546         frand_max = rand_max(&td->bsrange_state[ddir]);
 547         do {
 548                 r = __rand(&td->bsrange_state[ddir]);
 549
 550                 if (!td->o.bssplit_nr[ddir]) {
 551                         buflen = minbs + (unsigned long long) ((double) maxbs *
 552                                         (r / (frand_max + 1.0)));
 553                 } else {
 554                         long long perc = 0;
 555                         unsigned int i;
 556
 557                         for (i = 0; i < td->o.bssplit_nr[ddir]; i++) {
 558                                 struct bssplit *bsp = &td->o.bssplit[ddir][i];
 559
 560                                 buflen = bsp->bs;
 561                                 perc += bsp->perc;
 562                                 if (!perc)
 563                                         break;
 564                                 if ((r / perc <= frand_max / 100ULL) &&
 565                                     io_u_fits(td, io_u, buflen))
 566                                         break;
 567                         }
 568                 }
 569
 570                 power_2 = is_power_of_2(minbs);
 571                 if (!td->o.bs_unaligned && power_2)
 572                         buflen &= ~(minbs - 1);
 573                 else if (!td->o.bs_unaligned && !power_2)
 574                         buflen -= buflen % minbs;
 575                 if (buflen > maxbs)
 576                         buflen = maxbs;
 577         } while (!io_u_fits(td, io_u, buflen));
 578
 579         return buflen;
 580 }
 581
 582 static void set_rwmix_bytes(struct thread_data *td)
 583 {
 584         unsigned int diff;
 585
 586         /*
 587          * we do time or byte based switch. this is needed because
 588          * buffered writes may issue a lot quicker than they complete,
 589          * whereas reads do not.
 590          */
 591         diff = td->o.rwmix[td->rwmix_ddir ^ 1];
 592         td->rwmix_issues = (td->io_issues[td->rwmix_ddir] * diff) / 100;
 593 }
 594
 595 static inline enum fio_ddir get_rand_ddir(struct thread_data *td)
 596 {
 597         unsigned int v;
 598
 599         v = rand_between(&td->rwmix_state, 1, 100);
 600
 601         if (v <= td->o.rwmix[DDIR_READ])
 602                 return DDIR_READ;
 603
 604         return DDIR_WRITE;
 605 }
 606
 607 int io_u_quiesce(struct thread_data *td)
 608 {
 609         int ret = 0, completed = 0;
 610
 611         /*
 612          * We are going to sleep, ensure that we flush anything pending as
 613          * not to skew our latency numbers.
 614          *
 615          * Changed to only monitor 'in flight' requests here instead of the
 616          * td->cur_depth, b/c td->cur_depth does not accurately represent
 617          * io's that have been actually submitted to an async engine,
 618          * and cur_depth is meaningless for sync engines.
 619          */
 620         if (td->io_u_queued || td->cur_depth)
 621                 td_io_commit(td);
 622
 623         while (td->io_u_in_flight) {
 624                 ret = io_u_queued_complete(td, 1);
 625                 if (ret > 0)
 626                         completed += ret;
 627                 else if (ret < 0)
 628                         break;
 629         }
 630
 631         if (td->flags & TD_F_REGROW_LOGS)
 632                 regrow_logs(td);
 633
 634         if (completed)
 635                 return completed;
 636
 637         return ret;
 638 }
 639
 640 static enum fio_ddir rate_ddir(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 641 {
 642         enum fio_ddir odir = ddir ^ 1;
 643         uint64_t usec;
 644         uint64_t now;
 645
 646         assert(ddir_rw(ddir));
 647         now = utime_since_now(&td->start);
 648
 649         /*
 650          * if rate_next_io_time is in the past, need to catch up to rate
 651          */
 652         if (td->rate_next_io_time[ddir] <= now)
 653                 return ddir;
 654
 655         /*
 656          * We are ahead of rate in this direction. See if we
 657          * should switch.
 658          */
 659         if (td_rw(td) && td->o.rwmix[odir]) {
 660                 /*
 661                  * Other direction is behind rate, switch
 662                  */
 663                 if (td->rate_next_io_time[odir] <= now)
 664                         return odir;
 665
 666                 /*
 667                  * Both directions are ahead of rate. sleep the min,
 668                  * switch if necessary
 669                  */
 670                 if (td->rate_next_io_time[ddir] <=
 671                     td->rate_next_io_time[odir]) {
 672                         usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 673                 } else {
 674                         usec = td->rate_next_io_time[odir] - now;
 675                         ddir = odir;
 676                 }
 677         } else
 678                 usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 679
 680         if (td->o.io_submit_mode == IO_MODE_INLINE)
 681                 io_u_quiesce(td);
 682
 683         usec_sleep(td, usec);
 684         return ddir;
 685 }
 686
 687 /*
 688  * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
 689  * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
 690  * necessary.
 691  */
 692 static enum fio_ddir get_rw_ddir(struct thread_data *td)
 693 {
 694         enum fio_ddir ddir;
 695
 696         /*
 697          * See if it's time to fsync/fdatasync/sync_file_range first,
 698          * and if not then move on to check regular I/Os.
 699          */
 700         if (should_fsync(td)) {
 701                 if (td->o.fsync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 702                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fsync_blocks))
 703                         return DDIR_SYNC;
 704
 705                 if (td->o.fdatasync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 706                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fdatasync_blocks))
 707                         return DDIR_DATASYNC;
 708
 709                 if (td->sync_file_range_nr && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 710                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->sync_file_range_nr))
 711                         return DDIR_SYNC_FILE_RANGE;
 712         }
 713
 714         if (td_rw(td)) {
 715                 /*
 716                  * Check if it's time to seed a new data direction.
 717                  */
 718                 if (td->io_issues[td->rwmix_ddir] >= td->rwmix_issues) {
 719                         /*
 720                          * Put a top limit on how many bytes we do for
 721                          * one data direction, to avoid overflowing the
 722                          * ranges too much
 723                          */
 724                         ddir = get_rand_ddir(td);
 725
 726                         if (ddir != td->rwmix_ddir)
 727                                 set_rwmix_bytes(td);
 728
 729                         td->rwmix_ddir = ddir;
 730                 }
 731                 ddir = td->rwmix_ddir;
 732         } else if (td_read(td))
 733                 ddir = DDIR_READ;
 734         else if (td_write(td))
 735                 ddir = DDIR_WRITE;
 736         else if (td_trim(td))
 737                 ddir = DDIR_TRIM;
 738         else
 739                 ddir = DDIR_INVAL;
 740
 741         td->rwmix_ddir = rate_ddir(td, ddir);
 742         return td->rwmix_ddir;
 743 }
 744
 745 static void set_rw_ddir(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 746 {
 747         enum fio_ddir ddir = get_rw_ddir(td);
 748
 749         if (td_trimwrite(td)) {
 750                 struct fio_file *f = io_u->file;
 751                 if (f->last_pos[DDIR_WRITE] == f->last_pos[DDIR_TRIM])
 752                         ddir = DDIR_TRIM;
 753                 else
 754                         ddir = DDIR_WRITE;
 755         }
 756
 757         io_u->ddir = io_u->acct_ddir = ddir;
 758
 759         if (io_u->ddir == DDIR_WRITE && td_ioengine_flagged(td, FIO_BARRIER) &&
 760             td->o.barrier_blocks &&
 761            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.barrier_blocks) &&
 762              td->io_issues[DDIR_WRITE])
 763                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BARRIER);
 764 }
 765
 766 void put_file_log(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 767 {
 768         unsigned int ret = put_file(td, f);
 769
 770         if (ret)
 771                 td_verror(td, ret, "file close");
 772 }
 773
 774 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 775 {
 776         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
 777
 778         if (io_u->post_submit) {
 779                 io_u->post_submit(io_u, io_u->error == 0);
 780                 io_u->post_submit = NULL;
 781         }
 782
 783         if (td->parent)
 784                 td = td->parent;
 785
 786         if (needs_lock)
 787                 __td_io_u_lock(td);
 788
 789         if (io_u->file && !(io_u->flags & IO_U_F_NO_FILE_PUT))
 790                 put_file_log(td, io_u->file);
 791
 792         io_u->file = NULL;
 793         io_u_set(td, io_u, IO_U_F_FREE);
 794
 795         if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 796                 td->cur_depth--;
 797                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 798         }
 799         io_u_qpush(&td->io_u_freelist, io_u);
 800         td_io_u_free_notify(td);
 801
 802         if (needs_lock)
 803                 __td_io_u_unlock(td);
 804 }
 805
 806 void clear_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 807 {
 808         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 809         put_io_u(td, io_u);
 810 }
 811
 812 void requeue_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 813 {
 814         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
 815         struct io_u *__io_u = *io_u;
 816         enum fio_ddir ddir = acct_ddir(__io_u);
 817
 818         dprint(FD_IO, "requeue %p\n", __io_u);
 819
 820         if (td->parent)
 821                 td = td->parent;
 822
 823         if (needs_lock)
 824                 __td_io_u_lock(td);
 825
 826         io_u_set(td, __io_u, IO_U_F_FREE);
 827         if ((__io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT) && ddir_rw(ddir))
 828                 td->io_issues[ddir]--;
 829
 830         io_u_clear(td, __io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 831         if (__io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 832                 td->cur_depth--;
 833                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 834         }
 835
 836         io_u_rpush(&td->io_u_requeues, __io_u);
 837         td_io_u_free_notify(td);
 838
 839         if (needs_lock)
 840                 __td_io_u_unlock(td);
 841
 842         *io_u = NULL;
 843 }
 844
 845 static void setup_strided_zone_mode(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 846 {
 847         struct fio_file *f = io_u->file;
 848
 849         assert(td->o.zone_mode == ZONE_MODE_STRIDED);
 850         assert(td->o.zone_size);
 851         assert(td->o.zone_range);
 852
 853         /*
 854          * See if it's time to switch to a new zone
 855          */
 856         if (td->zone_bytes >= td->o.zone_size && td->o.zone_skip) {
 857                 td->zone_bytes = 0;
 858                 f->file_offset += td->o.zone_range + td->o.zone_skip;
 859
 860                 /*
 861                  * Wrap from the beginning, if we exceed the file size
 862                  */
 863                 if (f->file_offset >= f->real_file_size)
 864                         f->file_offset = get_start_offset(td, f);
 865
 866                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
 867                 td->io_skip_bytes += td->o.zone_skip;
 868         }
 869
 870         /*
 871          * If zone_size > zone_range, then maintain the same zone until
 872          * zone_bytes >= zone_size.
 873          */
 874         if (f->last_pos[io_u->ddir] >= (f->file_offset + td->o.zone_range)) {
 875                 dprint(FD_IO, "io_u maintain zone offset=%" PRIu64 "/last_pos=%" PRIu64 "\n",
 876                                 f->file_offset, f->last_pos[io_u->ddir]);
 877                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
 878         }
 879
 880         /*
 881          * For random: if 'norandommap' is not set and zone_size > zone_range,
 882          * map needs to be reset as it's done with zone_range everytime.
 883          */
 884         if ((td->zone_bytes % td->o.zone_range) == 0)
 885                 fio_file_reset(td, f);
 886 }
 887
 888 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 889 {
 890         bool is_random;
 891         uint64_t offset;
 892         enum io_u_action ret;
 893
 894         if (td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO))
 895                 goto out;
 896
 897         set_rw_ddir(td, io_u);
 898
 899         /*
 900          * fsync() or fdatasync() or trim etc, we are done
 901          */
 902         if (!ddir_rw(io_u->ddir))
 903                 goto out;
 904
 905         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_STRIDED)
 906                 setup_strided_zone_mode(td, io_u);
 907
 908         /*
 909          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next buflen and
 910          * position.
 911          */
 912         if (get_next_offset(td, io_u, &is_random)) {
 913                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting offset\n", io_u);
 914                 return 1;
 915         }
 916
 917         io_u->buflen = get_next_buflen(td, io_u, is_random);
 918         if (!io_u->buflen) {
 919                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting buflen\n", io_u);
 920                 return 1;
 921         }
 922
 923         offset = io_u->offset;
 924         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_ZBD) {
 925                 ret = zbd_adjust_block(td, io_u);
 926                 if (ret == io_u_eof)
 927                         return 1;
 928         }
 929
 930         if (io_u->offset + io_u->buflen > io_u->file->real_file_size) {
 931                 dprint(FD_IO, "io_u %p, off=0x%llx + len=0x%llx exceeds file size=0x%llx\n",
 932                         io_u,
 933                         (unsigned long long) io_u->offset, io_u->buflen,
 934                         (unsigned long long) io_u->file->real_file_size);
 935                 return 1;
 936         }
 937
 938         /*
 939          * mark entry before potentially trimming io_u
 940          */
 941         if (td_random(td) && file_randommap(td, io_u->file))
 942                 io_u->buflen = mark_random_map(td, io_u, offset, io_u->buflen);
 943
 944 out:
 945         dprint_io_u(io_u, "fill");
 946         td->zone_bytes += io_u->buflen;
 947         return 0;
 948 }
 949
 950 static void __io_u_mark_map(uint64_t *map, unsigned int nr)
 951 {
 952         int idx = 0;
 953
 954         switch (nr) {
 955         default:
 956                 idx = 6;
 957                 break;
 958         case 33 ... 64:
 959                 idx = 5;
 960                 break;
 961         case 17 ... 32:
 962                 idx = 4;
 963                 break;
 964         case 9 ... 16:
 965                 idx = 3;
 966                 break;
 967         case 5 ... 8:
 968                 idx = 2;
 969                 break;
 970         case 1 ... 4:
 971                 idx = 1;
 972         case 0:
 973                 break;
 974         }
 975
 976         map[idx]++;
 977 }
 978
 979 void io_u_mark_submit(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 980 {
 981         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_submit, nr);
 982         td->ts.total_submit++;
 983 }
 984
 985 void io_u_mark_complete(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 986 {
 987         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_complete, nr);
 988         td->ts.total_complete++;
 989 }
 990
 991 void io_u_mark_depth(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 992 {
 993         int idx = 0;
 994
 995         switch (td->cur_depth) {
 996         default:
 997                 idx = 6;
 998                 break;
 999         case 32 ... 63:
1000                 idx = 5;
1001                 break;
1002         case 16 ... 31:
1003                 idx = 4;
1004                 break;
1005         case 8 ... 15:
1006                 idx = 3;
1007                 break;
1008         case 4 ... 7:
1009                 idx = 2;
1010                 break;
1011         case 2 ... 3:
1012                 idx = 1;
1013         case 1:
1014                 break;
1015         }
1016
1017         td->ts.io_u_map[idx] += nr;
1018 }
1019
1020 static void io_u_mark_lat_nsec(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1021 {
1022         int idx = 0;
1023
1024         assert(nsec < 1000);
1025
1026         switch (nsec) {
1027         case 750 ... 999:
1028                 idx = 9;
1029                 break;
1030         case 500 ... 749:
1031                 idx = 8;
1032                 break;
1033         case 250 ... 499:
1034                 idx = 7;
1035                 break;
1036         case 100 ... 249:
1037                 idx = 6;
1038                 break;
1039         case 50 ... 99:
1040                 idx = 5;
1041                 break;
1042         case 20 ... 49:
1043                 idx = 4;
1044                 break;
1045         case 10 ... 19:
1046                 idx = 3;
1047                 break;
1048         case 4 ... 9:
1049                 idx = 2;
1050                 break;
1051         case 2 ... 3:
1052                 idx = 1;
1053         case 0 ... 1:
1054                 break;
1055         }
1056
1057         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_N_NR);
1058         td->ts.io_u_lat_n[idx]++;
1059 }
1060
1061 static void io_u_mark_lat_usec(struct thread_data *td, unsigned long long usec)
1062 {
1063         int idx = 0;
1064
1065         assert(usec < 1000 && usec >= 1);
1066
1067         switch (usec) {
1068         case 750 ... 999:
1069                 idx = 9;
1070                 break;
1071         case 500 ... 749:
1072                 idx = 8;
1073                 break;
1074         case 250 ... 499:
1075                 idx = 7;
1076                 break;
1077         case 100 ... 249:
1078                 idx = 6;
1079                 break;
1080         case 50 ... 99:
1081                 idx = 5;
1082                 break;
1083         case 20 ... 49:
1084                 idx = 4;
1085                 break;
1086         case 10 ... 19:
1087                 idx = 3;
1088                 break;
1089         case 4 ... 9:
1090                 idx = 2;
1091                 break;
1092         case 2 ... 3:
1093                 idx = 1;
1094         case 0 ... 1:
1095                 break;
1096         }
1097
1098         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_U_NR);
1099         td->ts.io_u_lat_u[idx]++;
1100 }
1101
1102 static void io_u_mark_lat_msec(struct thread_data *td, unsigned long long msec)
1103 {
1104         int idx = 0;
1105
1106         assert(msec >= 1);
1107
1108         switch (msec) {
1109         default:
1110                 idx = 11;
1111                 break;
1112         case 1000 ... 1999:
1113                 idx = 10;
1114                 break;
1115         case 750 ... 999:
1116                 idx = 9;
1117                 break;
1118         case 500 ... 749:
1119                 idx = 8;
1120                 break;
1121         case 250 ... 499:
1122                 idx = 7;
1123                 break;
1124         case 100 ... 249:
1125                 idx = 6;
1126                 break;
1127         case 50 ... 99:
1128                 idx = 5;
1129                 break;
1130         case 20 ... 49:
1131                 idx = 4;
1132                 break;
1133         case 10 ... 19:
1134                 idx = 3;
1135                 break;
1136         case 4 ... 9:
1137                 idx = 2;
1138                 break;
1139         case 2 ... 3:
1140                 idx = 1;
1141         case 0 ... 1:
1142                 break;
1143         }
1144
1145         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_M_NR);
1146         td->ts.io_u_lat_m[idx]++;
1147 }
1148
1149 static void io_u_mark_latency(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1150 {
1151         if (nsec < 1000)
1152                 io_u_mark_lat_nsec(td, nsec);
1153         else if (nsec < 1000000)
1154                 io_u_mark_lat_usec(td, nsec / 1000);
1155         else
1156                 io_u_mark_lat_msec(td, nsec / 1000000);
1157 }
1158
1159 static unsigned int __get_next_fileno_rand(struct thread_data *td)
1160 {
1161         unsigned long fileno;
1162
1163         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RANDOM) {
1164                 uint64_t frand_max = rand_max(&td->next_file_state);
1165                 unsigned long r;
1166
1167                 r = __rand(&td->next_file_state);
1168                 return (unsigned int) ((double) td->o.nr_files
1169                                 * (r / (frand_max + 1.0)));
1170         }
1171
1172         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_ZIPF)
1173                 fileno = zipf_next(&td->next_file_zipf);
1174         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_PARETO)
1175                 fileno = pareto_next(&td->next_file_zipf);
1176         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_GAUSS)
1177                 fileno = gauss_next(&td->next_file_gauss);
1178         else {
1179                 log_err("fio: bad file service type: %d\n", td->o.file_service_type);
1180                 assert(0);
1181                 return 0;
1182         }
1183
1184         return fileno >> FIO_FSERVICE_SHIFT;
1185 }
1186
1187 /*
1188  * Get next file to service by choosing one at random
1189  */
1190 static struct fio_file *get_next_file_rand(struct thread_data *td,
1191                                            enum fio_file_flags goodf,
1192                                            enum fio_file_flags badf)
1193 {
1194         struct fio_file *f;
1195         int fno;
1196
1197         do {
1198                 int opened = 0;
1199
1200                 fno = __get_next_fileno_rand(td);
1201
1202                 f = td->files[fno];
1203                 if (fio_file_done(f))
1204                         continue;
1205
1206                 if (!fio_file_open(f)) {
1207                         int err;
1208
1209                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1210                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1211
1212                         err = td_io_open_file(td, f);
1213                         if (err)
1214                                 continue;
1215                         opened = 1;
1216                 }
1217
1218                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf)) {
1219                         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rand: %p\n", f);
1220                         return f;
1221                 }
1222                 if (opened)
1223                         td_io_close_file(td, f);
1224         } while (1);
1225 }
1226
1227 /*
1228  * Get next file to service by doing round robin between all available ones
1229  */
1230 static struct fio_file *get_next_file_rr(struct thread_data *td, int goodf,
1231                                          int badf)
1232 {
1233         unsigned int old_next_file = td->next_file;
1234         struct fio_file *f;
1235
1236         do {
1237                 int opened = 0;
1238
1239                 f = td->files[td->next_file];
1240
1241                 td->next_file++;
1242                 if (td->next_file >= td->o.nr_files)
1243                         td->next_file = 0;
1244
1245                 dprint(FD_FILE, "trying file %s %x\n", f->file_name, f->flags);
1246                 if (fio_file_done(f)) {
1247                         f = NULL;
1248                         continue;
1249                 }
1250
1251                 if (!fio_file_open(f)) {
1252                         int err;
1253
1254                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1255                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1256
1257                         err = td_io_open_file(td, f);
1258                         if (err) {
1259                                 dprint(FD_FILE, "error %d on open of %s\n",
1260                                         err, f->file_name);
1261                                 f = NULL;
1262                                 continue;
1263                         }
1264                         opened = 1;
1265                 }
1266
1267                 dprint(FD_FILE, "goodf=%x, badf=%x, ff=%x\n", goodf, badf,
1268                                                                 f->flags);
1269                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf))
1270                         break;
1271
1272                 if (opened)
1273                         td_io_close_file(td, f);
1274
1275                 f = NULL;
1276         } while (td->next_file != old_next_file);
1277
1278         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rr: %p\n", f);
1279         return f;
1280 }
1281
1282 static struct fio_file *__get_next_file(struct thread_data *td)
1283 {
1284         struct fio_file *f;
1285
1286         assert(td->o.nr_files <= td->files_index);
1287
1288         if (td->nr_done_files >= td->o.nr_files) {
1289                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: nr_open=%d, nr_done=%d,"
1290                                 " nr_files=%d\n", td->nr_open_files,
1291                                                   td->nr_done_files,
1292                                                   td->o.nr_files);
1293                 return NULL;
1294         }
1295
1296         f = td->file_service_file;
1297         if (f && fio_file_open(f) && !fio_file_closing(f)) {
1298                 if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1299                         goto out;
1300                 if (td->file_service_left--)
1301                         goto out;
1302         }
1303
1304         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RR ||
1305             td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1306                 f = get_next_file_rr(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1307         else
1308                 f = get_next_file_rand(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1309
1310         if (IS_ERR(f))
1311                 return f;
1312
1313         td->file_service_file = f;
1314         td->file_service_left = td->file_service_nr - 1;
1315 out:
1316         if (f)
1317                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: %p [%s]\n", f, f->file_name);
1318         else
1319                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: NULL\n");
1320         return f;
1321 }
1322
1323 static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
1324 {
1325         return __get_next_file(td);
1326 }
1327
1328 static long set_io_u_file(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1329 {
1330         struct fio_file *f;
1331
1332         do {
1333                 f = get_next_file(td);
1334                 if (IS_ERR_OR_NULL(f))
1335                         return PTR_ERR(f);
1336
1337                 io_u->file = f;
1338                 get_file(f);
1339
1340                 if (!fill_io_u(td, io_u))
1341                         break;
1342
1343                 if (io_u->post_submit) {
1344                         io_u->post_submit(io_u, false);
1345                         io_u->post_submit = NULL;
1346                 }
1347
1348                 put_file_log(td, f);
1349                 td_io_close_file(td, f);
1350                 io_u->file = NULL;
1351                 if (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)
1352                         fio_file_reset(td, f);
1353                 else {
1354                         fio_file_set_done(f);
1355                         td->nr_done_files++;
1356                         dprint(FD_FILE, "%s: is done (%d of %d)\n", f->file_name,
1357                                         td->nr_done_files, td->o.nr_files);
1358                 }
1359         } while (1);
1360
1361         return 0;
1362 }
1363
1364 static void lat_fatal(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
1365                       unsigned long long tnsec, unsigned long long max_nsec)
1366 {
1367         if (!td->error)
1368                 log_err("fio: latency of %llu nsec exceeds specified max (%llu nsec)\n", tnsec, max_nsec);
1369         td_verror(td, ETIMEDOUT, "max latency exceeded");
1370         icd->error = ETIMEDOUT;
1371 }
1372
1373 static void lat_new_cycle(struct thread_data *td)
1374 {
1375         fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1376         td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1377         td->latency_failed = 0;
1378 }
1379
1380 /*
1381  * We had an IO outside the latency target. Reduce the queue depth. If we
1382  * are at QD=1, then it's time to give up.
1383  */
1384 static bool __lat_target_failed(struct thread_data *td)
1385 {
1386         if (td->latency_qd == 1)
1387                 return true;
1388
1389         td->latency_qd_high = td->latency_qd;
1390
1391         if (td->latency_qd == td->latency_qd_low)
1392                 td->latency_qd_low--;
1393
1394         td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_low) / 2;
1395
1396         dprint(FD_RATE, "Ramped down: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1397
1398         /*
1399          * When we ramp QD down, quiesce existing IO to prevent
1400          * a storm of ramp downs due to pending higher depth.
1401          */
1402         io_u_quiesce(td);
1403         lat_new_cycle(td);
1404         return false;
1405 }
1406
1407 static bool lat_target_failed(struct thread_data *td)
1408 {
1409         if (td->o.latency_percentile.u.f == 100.0)
1410                 return __lat_target_failed(td);
1411
1412         td->latency_failed++;
1413         return false;
1414 }
1415
1416 void lat_target_init(struct thread_data *td)
1417 {
1418         td->latency_end_run = 0;
1419
1420         if (td->o.latency_target) {
1421                 dprint(FD_RATE, "Latency target=%llu\n", td->o.latency_target);
1422                 fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1423                 td->latency_qd = 1;
1424                 td->latency_qd_high = td->o.iodepth;
1425                 td->latency_qd_low = 1;
1426                 td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1427         } else
1428                 td->latency_qd = td->o.iodepth;
1429 }
1430
1431 void lat_target_reset(struct thread_data *td)
1432 {
1433         if (!td->latency_end_run)
1434                 lat_target_init(td);
1435 }
1436
1437 static void lat_target_success(struct thread_data *td)
1438 {
1439         const unsigned int qd = td->latency_qd;
1440         struct thread_options *o = &td->o;
1441
1442         td->latency_qd_low = td->latency_qd;
1443
1444         /*
1445          * If we haven't failed yet, we double up to a failing value instead
1446          * of bisecting from highest possible queue depth. If we have set
1447          * a limit other than td->o.iodepth, bisect between that.
1448          */
1449         if (td->latency_qd_high != o->iodepth)
1450                 td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_high) / 2;
1451         else
1452                 td->latency_qd *= 2;
1453
1454         if (td->latency_qd > o->iodepth)
1455                 td->latency_qd = o->iodepth;
1456
1457         dprint(FD_RATE, "Ramped up: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1458
1459         /*
1460          * Same as last one, we are done. Let it run a latency cycle, so
1461          * we get only the results from the targeted depth.
1462          */
1463         if (td->latency_qd == qd) {
1464                 if (td->latency_end_run) {
1465                         dprint(FD_RATE, "We are done\n");
1466                         td->done = 1;
1467                 } else {
1468                         dprint(FD_RATE, "Quiesce and final run\n");
1469                         io_u_quiesce(td);
1470                         td->latency_end_run = 1;
1471                         reset_all_stats(td);
1472                         reset_io_stats(td);
1473                 }
1474         }
1475
1476         lat_new_cycle(td);
1477 }
1478
1479 /*
1480  * Check if we can bump the queue depth
1481  */
1482 void lat_target_check(struct thread_data *td)
1483 {
1484         uint64_t usec_window;
1485         uint64_t ios;
1486         double success_ios;
1487
1488         usec_window = utime_since_now(&td->latency_ts);
1489         if (usec_window < td->o.latency_window)
1490                 return;
1491
1492         ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks) - td->latency_ios;
1493         success_ios = (double) (ios - td->latency_failed) / (double) ios;
1494         success_ios *= 100.0;
1495
1496         dprint(FD_RATE, "Success rate: %.2f%% (target %.2f%%)\n", success_ios, td->o.latency_percentile.u.f);
1497
1498         if (success_ios >= td->o.latency_percentile.u.f)
1499                 lat_target_success(td);
1500         else
1501                 __lat_target_failed(td);
1502 }
1503
1504 /*
1505  * If latency target is enabled, we might be ramping up or down and not
1506  * using the full queue depth available.
1507  */
1508 bool queue_full(const struct thread_data *td)
1509 {
1510         const int qempty = io_u_qempty(&td->io_u_freelist);
1511
1512         if (qempty)
1513                 return true;
1514         if (!td->o.latency_target)
1515                 return false;
1516
1517         return td->cur_depth >= td->latency_qd;
1518 }
1519
1520 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
1521 {
1522         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
1523         struct io_u *io_u = NULL;
1524         int ret;
1525
1526         if (td->stop_io)
1527                 return NULL;
1528
1529         if (needs_lock)
1530                 __td_io_u_lock(td);
1531
1532 again:
1533         if (!io_u_rempty(&td->io_u_requeues))
1534                 io_u = io_u_rpop(&td->io_u_requeues);
1535         else if (!queue_full(td)) {
1536                 io_u = io_u_qpop(&td->io_u_freelist);
1537
1538                 io_u->file = NULL;
1539                 io_u->buflen = 0;
1540                 io_u->resid = 0;
1541                 io_u->end_io = NULL;
1542         }
1543
1544         if (io_u) {
1545                 assert(io_u->flags & IO_U_F_FREE);
1546                 io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FREE | IO_U_F_NO_FILE_PUT |
1547                                  IO_U_F_TRIMMED | IO_U_F_BARRIER |
1548                                  IO_U_F_VER_LIST);
1549
1550                 io_u->error = 0;
1551                 io_u->acct_ddir = -1;
1552                 td->cur_depth++;
1553                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1554                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_IN_CUR_DEPTH);
1555                 io_u->ipo = NULL;
1556         } else if (td_async_processing(td)) {
1557                 /*
1558                  * We ran out, wait for async verify threads to finish and
1559                  * return one
1560                  */
1561                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1562                 ret = pthread_cond_wait(&td->free_cond, &td->io_u_lock);
1563                 assert(ret == 0);
1564                 if (!td->error)
1565                         goto again;
1566         }
1567
1568         if (needs_lock)
1569                 __td_io_u_unlock(td);
1570
1571         return io_u;
1572 }
1573
1574 static bool check_get_trim(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1575 {
1576         if (!(td->flags & TD_F_TRIM_BACKLOG))
1577                 return false;
1578         if (!td->trim_entries)
1579                 return false;
1580
1581         if (td->trim_batch) {
1582                 td->trim_batch--;
1583                 if (get_next_trim(td, io_u))
1584                         return true;
1585         } else if (!(td->io_hist_len % td->o.trim_backlog) &&
1586                      td->last_ddir != DDIR_READ) {
1587                 td->trim_batch = td->o.trim_batch;
1588                 if (!td->trim_batch)
1589                         td->trim_batch = td->o.trim_backlog;
1590                 if (get_next_trim(td, io_u))
1591                         return true;
1592         }
1593
1594         return false;
1595 }
1596
1597 static bool check_get_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1598 {
1599         if (!(td->flags & TD_F_VER_BACKLOG))
1600                 return false;
1601
1602         if (td->io_hist_len) {
1603                 int get_verify = 0;
1604
1605                 if (td->verify_batch)
1606                         get_verify = 1;
1607                 else if (!(td->io_hist_len % td->o.verify_backlog) &&
1608                          td->last_ddir != DDIR_READ) {
1609                         td->verify_batch = td->o.verify_batch;
1610                         if (!td->verify_batch)
1611                                 td->verify_batch = td->o.verify_backlog;
1612                         get_verify = 1;
1613                 }
1614
1615                 if (get_verify && !get_next_verify(td, io_u)) {
1616                         td->verify_batch--;
1617                         return true;
1618                 }
1619         }
1620
1621         return false;
1622 }
1623
1624 /*
1625  * Fill offset and start time into the buffer content, to prevent too
1626  * easy compressible data for simple de-dupe attempts. Do this for every
1627  * 512b block in the range, since that should be the smallest block size
1628  * we can expect from a device.
1629  */
1630 static void small_content_scramble(struct io_u *io_u)
1631 {
1632         unsigned long long i, nr_blocks = io_u->buflen >> 9;
1633         unsigned int offset;
1634         uint64_t boffset, *iptr;
1635         char *p;
1636
1637         if (!nr_blocks)
1638                 return;
1639
1640         p = io_u->xfer_buf;
1641         boffset = io_u->offset;
1642
1643         if (io_u->buf_filled_len)
1644                 io_u->buf_filled_len = 0;
1645
1646         /*
1647          * Generate random index between 0..7. We do chunks of 512b, if
1648          * we assume a cacheline is 64 bytes, then we have 8 of those.
1649          * Scramble content within the blocks in the same cacheline to
1650          * speed things up.
1651          */
1652         offset = (io_u->start_time.tv_nsec ^ boffset) & 7;
1653
1654         for (i = 0; i < nr_blocks; i++) {
1655                 /*
1656                  * Fill offset into start of cacheline, time into end
1657                  * of cacheline
1658                  */
1659                 iptr = (void *) p + (offset << 6);
1660                 *iptr = boffset;
1661
1662                 iptr = (void *) p + 64 - 2 * sizeof(uint64_t);
1663                 iptr[0] = io_u->start_time.tv_sec;
1664                 iptr[1] = io_u->start_time.tv_nsec;
1665
1666                 p += 512;
1667                 boffset += 512;
1668         }
1669 }
1670
1671 /*
1672  * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
1673  * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped, populated and submitted.
1674  */
1675 struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
1676 {
1677         struct fio_file *f;
1678         struct io_u *io_u;
1679         int do_scramble = 0;
1680         long ret = 0;
1681
1682         io_u = __get_io_u(td);
1683         if (!io_u) {
1684                 dprint(FD_IO, "__get_io_u failed\n");
1685                 return NULL;
1686         }
1687
1688         if (check_get_verify(td, io_u))
1689                 goto out;
1690         if (check_get_trim(td, io_u))
1691                 goto out;
1692
1693         /*
1694          * from a requeue, io_u already setup
1695          */
1696         if (io_u->file)
1697                 goto out;
1698
1699         /*
1700          * If using an iolog, grab next piece if any available.
1701          */
1702         if (td->flags & TD_F_READ_IOLOG) {
1703                 if (read_iolog_get(td, io_u))
1704                         goto err_put;
1705         } else if (set_io_u_file(td, io_u)) {
1706                 ret = -EBUSY;
1707                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1708                 goto err_put;
1709         }
1710
1711         f = io_u->file;
1712         if (!f) {
1713                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1714                 goto err_put;
1715         }
1716
1717         assert(fio_file_open(f));
1718
1719         if (ddir_rw(io_u->ddir)) {
1720                 if (!io_u->buflen && !td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO)) {
1721                         dprint(FD_IO, "get_io_u: zero buflen on %p\n", io_u);
1722                         goto err_put;
1723                 }
1724
1725                 f->last_start[io_u->ddir] = io_u->offset;
1726                 f->last_pos[io_u->ddir] = io_u->offset + io_u->buflen;
1727
1728                 if (io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
1729                         if (td->flags & TD_F_REFILL_BUFFERS) {
1730                                 io_u_fill_buffer(td, io_u,
1731                                         td->o.min_bs[DDIR_WRITE],
1732                                         io_u->buflen);
1733                         } else if ((td->flags & TD_F_SCRAMBLE_BUFFERS) &&
1734                                    !(td->flags & TD_F_COMPRESS) &&
1735                                    !(td->flags & TD_F_DO_VERIFY))
1736                                 do_scramble = 1;
1737                 } else if (io_u->ddir == DDIR_READ) {
1738                         /*
1739                          * Reset the buf_filled parameters so next time if the
1740                          * buffer is used for writes it is refilled.
1741                          */
1742                         io_u->buf_filled_len = 0;
1743                 }
1744         }
1745
1746         /*
1747          * Set io data pointers.
1748          */
1749         io_u->xfer_buf = io_u->buf;
1750         io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
1751
1752 out:
1753         assert(io_u->file);
1754         if (!td_io_prep(td, io_u)) {
1755                 if (!td->o.disable_lat)
1756                         fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
1757
1758                 if (do_scramble)
1759                         small_content_scramble(io_u);
1760
1761                 return io_u;
1762         }
1763 err_put:
1764         dprint(FD_IO, "get_io_u failed\n");
1765         put_io_u(td, io_u);
1766         return ERR_PTR(ret);
1767 }
1768
1769 static void __io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1770 {
1771         enum error_type_bit eb = td_error_type(io_u->ddir, io_u->error);
1772
1773         if (td_non_fatal_error(td, eb, io_u->error) && !td->o.error_dump)
1774                 return;
1775
1776         log_err("fio: io_u error%s%s: %s: %s offset=%llu, buflen=%llu\n",
1777                 io_u->file ? " on file " : "",
1778                 io_u->file ? io_u->file->file_name : "",
1779                 strerror(io_u->error),
1780                 io_ddir_name(io_u->ddir),
1781                 io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
1782
1783         if (td->io_ops->errdetails) {
1784                 char *err = td->io_ops->errdetails(io_u);
1785
1786                 log_err("fio: %s\n", err);
1787                 free(err);
1788         }
1789
1790         if (!td->error)
1791                 td_verror(td, io_u->error, "io_u error");
1792 }
1793
1794 void io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1795 {
1796         __io_u_log_error(td, io_u);
1797         if (td->parent)
1798                 __io_u_log_error(td->parent, io_u);
1799 }
1800
1801 static inline bool gtod_reduce(struct thread_data *td)
1802 {
1803         return (td->o.disable_clat && td->o.disable_slat && td->o.disable_bw)
1804                         || td->o.gtod_reduce;
1805 }
1806
1807 static void trim_block_info(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1808 {
1809         uint32_t *info = io_u_block_info(td, io_u);
1810
1811         if (BLOCK_INFO_STATE(*info) >= BLOCK_STATE_TRIM_FAILURE)
1812                 return;
1813
1814         *info = BLOCK_INFO(BLOCK_STATE_TRIMMED, BLOCK_INFO_TRIMS(*info) + 1);
1815 }
1816
1817 static void account_io_completion(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1818                                   struct io_completion_data *icd,
1819                                   const enum fio_ddir idx, unsigned int bytes)
1820 {
1821         const int no_reduce = !gtod_reduce(td);
1822         unsigned long long llnsec = 0;
1823
1824         if (td->parent)
1825                 td = td->parent;
1826
1827         if (!td->o.stats || td_ioengine_flagged(td, FIO_NOSTATS))
1828                 return;
1829
1830         if (no_reduce)
1831                 llnsec = ntime_since(&io_u->issue_time, &icd->time);
1832
1833         if (!td->o.disable_lat) {
1834                 unsigned long long tnsec;
1835
1836                 tnsec = ntime_since(&io_u->start_time, &icd->time);
1837                 add_lat_sample(td, idx, tnsec, bytes, io_u->offset);
1838
1839                 if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
1840                         struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
1841
1842                         if (ops->io_u_lat)
1843                                 icd->error = ops->io_u_lat(td, tnsec);
1844                 }
1845
1846                 if (td->o.max_latency && tnsec > td->o.max_latency)
1847                         lat_fatal(td, icd, tnsec, td->o.max_latency);
1848                 if (td->o.latency_target && tnsec > td->o.latency_target) {
1849                         if (lat_target_failed(td))
1850                                 lat_fatal(td, icd, tnsec, td->o.latency_target);
1851                 }
1852         }
1853
1854         if (ddir_rw(idx)) {
1855                 if (!td->o.disable_clat) {
1856                         add_clat_sample(td, idx, llnsec, bytes, io_u->offset);
1857                         io_u_mark_latency(td, llnsec);
1858                 }
1859
1860                 if (!td->o.disable_bw && per_unit_log(td->bw_log))
1861                         add_bw_sample(td, io_u, bytes, llnsec);
1862
1863                 if (no_reduce && per_unit_log(td->iops_log))
1864                         add_iops_sample(td, io_u, bytes);
1865         } else if (ddir_sync(idx) && !td->o.disable_clat)
1866                 add_sync_clat_sample(&td->ts, llnsec);
1867
1868         if (td->ts.nr_block_infos && io_u->ddir == DDIR_TRIM)
1869                 trim_block_info(td, io_u);
1870 }
1871
1872 static void file_log_write_comp(const struct thread_data *td, struct fio_file *f,
1873                                 uint64_t offset, unsigned int bytes)
1874 {
1875         int idx;
1876
1877         if (!f)
1878                 return;
1879
1880         if (f->first_write == -1ULL || offset < f->first_write)
1881                 f->first_write = offset;
1882         if (f->last_write == -1ULL || ((offset + bytes) > f->last_write))
1883                 f->last_write = offset + bytes;
1884
1885         if (!f->last_write_comp)
1886                 return;
1887
1888         idx = f->last_write_idx++;
1889         f->last_write_comp[idx] = offset;
1890         if (f->last_write_idx == td->o.iodepth)
1891                 f->last_write_idx = 0;
1892 }
1893
1894 static bool should_account(struct thread_data *td)
1895 {
1896         return ramp_time_over(td) && (td->runstate == TD_RUNNING ||
1897                                            td->runstate == TD_VERIFYING);
1898 }
1899
1900 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u **io_u_ptr,
1901                          struct io_completion_data *icd)
1902 {
1903         struct io_u *io_u = *io_u_ptr;
1904         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
1905         struct fio_file *f = io_u->file;
1906
1907         dprint_io_u(io_u, "complete");
1908
1909         assert(io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT);
1910         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT | IO_U_F_BUSY_OK);
1911
1912         /*
1913          * Mark IO ok to verify
1914          */
1915         if (io_u->ipo) {
1916                 /*
1917                  * Remove errored entry from the verification list
1918                  */
1919                 if (io_u->error)
1920                         unlog_io_piece(td, io_u);
1921                 else {
1922                         io_u->ipo->flags &= ~IP_F_IN_FLIGHT;
1923                         write_barrier();
1924                 }
1925         }
1926
1927         if (ddir_sync(ddir)) {
1928                 td->last_was_sync = true;
1929                 if (f) {
1930                         f->first_write = -1ULL;
1931                         f->last_write = -1ULL;
1932                 }
1933                 if (should_account(td))
1934                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, io_u->buflen);
1935                 return;
1936         }
1937
1938         td->last_was_sync = false;
1939         td->last_ddir = ddir;
1940
1941         if (!io_u->error && ddir_rw(ddir)) {
1942                 unsigned long long bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
1943                 int ret;
1944
1945                 td->io_blocks[ddir]++;
1946                 td->io_bytes[ddir] += bytes;
1947
1948                 if (!(io_u->flags & IO_U_F_VER_LIST)) {
1949                         td->this_io_blocks[ddir]++;
1950                         td->this_io_bytes[ddir] += bytes;
1951                 }
1952
1953                 if (ddir == DDIR_WRITE)
1954                         file_log_write_comp(td, f, io_u->offset, bytes);
1955
1956                 if (should_account(td))
1957                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, bytes);
1958
1959                 icd->bytes_done[ddir] += bytes;
1960
1961                 if (io_u->end_io) {
1962                         ret = io_u->end_io(td, io_u_ptr);
1963                         io_u = *io_u_ptr;
1964                         if (ret && !icd->error)
1965                                 icd->error = ret;
1966                 }
1967         } else if (io_u->error) {
1968                 icd->error = io_u->error;
1969                 io_u_log_error(td, io_u);
1970         }
1971         if (icd->error) {
1972                 enum error_type_bit eb = td_error_type(ddir, icd->error);
1973
1974                 if (!td_non_fatal_error(td, eb, icd->error))
1975                         return;
1976
1977                 /*
1978                  * If there is a non_fatal error, then add to the error count
1979                  * and clear all the errors.
1980                  */
1981                 update_error_count(td, icd->error);
1982                 td_clear_error(td);
1983                 icd->error = 0;
1984                 if (io_u)
1985                         io_u->error = 0;
1986         }
1987 }
1988
1989 static void init_icd(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
1990                      int nr)
1991 {
1992         int ddir;
1993
1994         if (!gtod_reduce(td))
1995                 fio_gettime(&icd->time, NULL);
1996
1997         icd->nr = nr;
1998
1999         icd->error = 0;
2000         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2001                 icd->bytes_done[ddir] = 0;
2002 }
2003
2004 static void ios_completed(struct thread_data *td,
2005                           struct io_completion_data *icd)
2006 {
2007         struct io_u *io_u;
2008         int i;
2009
2010         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
2011                 io_u = td->io_ops->event(td, i);
2012
2013                 io_completed(td, &io_u, icd);
2014
2015                 if (io_u)
2016                         put_io_u(td, io_u);
2017         }
2018 }
2019
2020 /*
2021  * Complete a single io_u for the sync engines.
2022  */
2023 int io_u_sync_complete(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2024 {
2025         struct io_completion_data icd;
2026         int ddir;
2027
2028         init_icd(td, &icd, 1);
2029         io_completed(td, &io_u, &icd);
2030
2031         if (io_u)
2032                 put_io_u(td, io_u);
2033
2034         if (icd.error) {
2035                 td_verror(td, icd.error, "io_u_sync_complete");
2036                 return -1;
2037         }
2038
2039         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2040                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2041
2042         return 0;
2043 }
2044
2045 /*
2046  * Called to complete min_events number of io for the async engines.
2047  */
2048 int io_u_queued_complete(struct thread_data *td, int min_evts)
2049 {
2050         struct io_completion_data icd;
2051         struct timespec *tvp = NULL;
2052         int ret, ddir;
2053         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0, };
2054
2055         dprint(FD_IO, "io_u_queued_complete: min=%d\n", min_evts);
2056
2057         if (!min_evts)
2058                 tvp = &ts;
2059         else if (min_evts > td->cur_depth)
2060                 min_evts = td->cur_depth;
2061
2062         /* No worries, td_io_getevents fixes min and max if they are
2063          * set incorrectly */
2064         ret = td_io_getevents(td, min_evts, td->o.iodepth_batch_complete_max, tvp);
2065         if (ret < 0) {
2066                 td_verror(td, -ret, "td_io_getevents");
2067                 return ret;
2068         } else if (!ret)
2069                 return ret;
2070
2071         init_icd(td, &icd, ret);
2072         ios_completed(td, &icd);
2073         if (icd.error) {
2074                 td_verror(td, icd.error, "io_u_queued_complete");
2075                 return -1;
2076         }
2077
2078         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2079                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2080
2081         return ret;
2082 }
2083
2084 /*
2085  * Call when io_u is really queued, to update the submission latency.
2086  */
2087 void io_u_queued(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2088 {
2089         if (!td->o.disable_slat && ramp_time_over(td) && td->o.stats) {
2090                 unsigned long slat_time;
2091
2092                 slat_time = ntime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time);
2093
2094                 if (td->parent)
2095                         td = td->parent;
2096
2097                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, slat_time, io_u->xfer_buflen,
2098                                 io_u->offset);
2099         }
2100 }
2101
2102 /*
2103  * See if we should reuse the last seed, if dedupe is enabled
2104  */
2105 static struct frand_state *get_buf_state(struct thread_data *td)
2106 {
2107         unsigned int v;
2108
2109         if (!td->o.dedupe_percentage)
2110                 return &td->buf_state;
2111         else if (td->o.dedupe_percentage == 100) {
2112                 frand_copy(&td->buf_state_prev, &td->buf_state);
2113                 return &td->buf_state;
2114         }
2115
2116         v = rand_between(&td->dedupe_state, 1, 100);
2117
2118         if (v <= td->o.dedupe_percentage)
2119                 return &td->buf_state_prev;
2120
2121         return &td->buf_state;
2122 }
2123
2124 static void save_buf_state(struct thread_data *td, struct frand_state *rs)
2125 {
2126         if (td->o.dedupe_percentage == 100)
2127                 frand_copy(rs, &td->buf_state_prev);
2128         else if (rs == &td->buf_state)
2129                 frand_copy(&td->buf_state_prev, rs);
2130 }
2131
2132 void fill_io_buffer(struct thread_data *td, void *buf, unsigned long long min_write,
2133                     unsigned long long max_bs)
2134 {
2135         struct thread_options *o = &td->o;
2136
2137         if (o->mem_type == MEM_CUDA_MALLOC)
2138                 return;
2139
2140         if (o->compress_percentage || o->dedupe_percentage) {
2141                 unsigned int perc = td->o.compress_percentage;
2142                 struct frand_state *rs;
2143                 unsigned long long left = max_bs;
2144                 unsigned long long this_write;
2145
2146                 do {
2147                         rs = get_buf_state(td);
2148
2149                         min_write = min(min_write, left);
2150
2151                         if (perc) {
2152                                 this_write = min_not_zero(min_write,
2153                                                         (unsigned long long) td->o.compress_chunk);
2154
2155                                 fill_random_buf_percentage(rs, buf, perc,
2156                                         this_write, this_write,
2157                                         o->buffer_pattern,
2158                                         o->buffer_pattern_bytes);
2159                         } else {
2160                                 fill_random_buf(rs, buf, min_write);
2161                                 this_write = min_write;
2162                         }
2163
2164                         buf += this_write;
2165                         left -= this_write;
2166                         save_buf_state(td, rs);
2167                 } while (left);
2168         } else if (o->buffer_pattern_bytes)
2169                 fill_buffer_pattern(td, buf, max_bs);
2170         else if (o->zero_buffers)
2171                 memset(buf, 0, max_bs);
2172         else
2173                 fill_random_buf(get_buf_state(td), buf, max_bs);
2174 }
2175
2176 /*
2177  * "randomly" fill the buffer contents
2178  */
2179 void io_u_fill_buffer(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
2180                       unsigned long long min_write, unsigned long long max_bs)
2181 {
2182         io_u->buf_filled_len = 0;
2183         fill_io_buffer(td, io_u->buf, min_write, max_bs);
2184 }
2185
2186 static int do_sync_file_range(const struct thread_data *td,
2187                               struct fio_file *f)
2188 {
2189         off64_t offset, nbytes;
2190
2191         offset = f->first_write;
2192         nbytes = f->last_write - f->first_write;
2193
2194         if (!nbytes)
2195                 return 0;
2196
2197         return sync_file_range(f->fd, offset, nbytes, td->o.sync_file_range);
2198 }
2199
2200 int do_io_u_sync(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2201 {
2202         int ret;
2203
2204         if (io_u->ddir == DDIR_SYNC) {
2205                 ret = fsync(io_u->file->fd);
2206         } else if (io_u->ddir == DDIR_DATASYNC) {
2207 #ifdef CONFIG_FDATASYNC
2208                 ret = fdatasync(io_u->file->fd);
2209 #else
2210                 ret = io_u->xfer_buflen;
2211                 io_u->error = EINVAL;
2212 #endif
2213         } else if (io_u->ddir == DDIR_SYNC_FILE_RANGE)
2214                 ret = do_sync_file_range(td, io_u->file);
2215         else {
2216                 ret = io_u->xfer_buflen;
2217                 io_u->error = EINVAL;
2218         }
2219
2220         if (ret < 0)
2221                 io_u->error = errno;
2222
2223         return ret;
2224 }
2225
2226 int do_io_u_trim(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2227 {
2228 #ifndef FIO_HAVE_TRIM
2229         io_u->error = EINVAL;
2230         return 0;
2231 #else
2232         struct fio_file *f = io_u->file;
2233         int ret;
2234
2235         ret = os_trim(f, io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
2236         if (!ret)
2237                 return io_u->xfer_buflen;
2238
2239         io_u->error = ret;
2240         return 0;
2241 #endif
2242 }