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 lastb, send, stotal;
 166         unsigned int v;
 167
 168         lastb = last_block(td, f, ddir);
 169         if (!lastb)
 170                 return 1;
 171
 172         if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
 173 bail:
 174                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 175         }
 176
 177         /*
 178          * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
 179          */
 180         v = rand32_between(&td->zone_state, 1, 100);
 181
 182         /*
 183          * Find our generated table. 'send' is the end block of this zone,
 184          * 'stotal' is our start offset.
 185          */
 186         zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
 187         stotal = zsi->size_prev / td->o.ba[ddir];
 188         send = zsi->size / td->o.ba[ddir];
 189
 190         /*
 191          * Should never happen
 192          */
 193         if (send == -1U) {
 194                 if (!fio_did_warn(FIO_WARN_ZONED_BUG))
 195                         log_err("fio: bug in zoned generation\n");
 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          * Generate index from 0..send-stotal
 209          */
 210         if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, send - stotal) == 1)
 211                 return 1;
 212
 213         *b += stotal;
 214         return 0;
 215 }
 216
 217 static int __get_next_rand_offset_zoned(struct thread_data *td,
 218                                         struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 219                                         uint64_t *b)
 220 {
 221         unsigned int v, send, stotal;
 222         uint64_t offset, lastb;
 223         struct zone_split_index *zsi;
 224
 225         lastb = last_block(td, f, ddir);
 226         if (!lastb)
 227                 return 1;
 228
 229         if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
 230 bail:
 231                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 232         }
 233
 234         /*
 235          * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
 236          */
 237         v = rand32_between(&td->zone_state, 1, 100);
 238
 239         zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
 240         stotal = zsi->size_perc_prev;
 241         send = zsi->size_perc;
 242
 243         /*
 244          * Should never happen
 245          */
 246         if (send == -1U) {
 247                 if (!fio_did_warn(FIO_WARN_ZONED_BUG))
 248                         log_err("fio: bug in zoned generation\n");
 249                 goto bail;
 250         }
 251
 252         /*
 253          * 'send' is some percentage below or equal to 100 that
 254          * marks the end of the current IO range. 'stotal' marks
 255          * the start, in percent.
 256          */
 257         if (stotal)
 258                 offset = stotal * lastb / 100ULL;
 259         else
 260                 offset = 0;
 261
 262         lastb = lastb * (send - stotal) / 100ULL;
 263
 264         /*
 265          * Generate index from 0..send-of-lastb
 266          */
 267         if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb) == 1)
 268                 return 1;
 269
 270         /*
 271          * Add our start offset, if any
 272          */
 273         if (offset)
 274                 *b += offset;
 275
 276         return 0;
 277 }
 278
 279 static int flist_cmp(void *data, struct flist_head *a, struct flist_head *b)
 280 {
 281         struct rand_off *r1 = flist_entry(a, struct rand_off, list);
 282         struct rand_off *r2 = flist_entry(b, struct rand_off, list);
 283
 284         return r1->off - r2->off;
 285 }
 286
 287 static int get_off_from_method(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 288                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 289 {
 290         if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_RANDOM) {
 291                 uint64_t lastb;
 292
 293                 lastb = last_block(td, f, ddir);
 294                 if (!lastb)
 295                         return 1;
 296
 297                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 298         } else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZIPF)
 299                 return __get_next_rand_offset_zipf(td, f, ddir, b);
 300         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_PARETO)
 301                 return __get_next_rand_offset_pareto(td, f, ddir, b);
 302         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_GAUSS)
 303                 return __get_next_rand_offset_gauss(td, f, ddir, b);
 304         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED)
 305                 return __get_next_rand_offset_zoned(td, f, ddir, b);
 306         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED_ABS)
 307                 return __get_next_rand_offset_zoned_abs(td, f, ddir, b);
 308
 309         log_err("fio: unknown random distribution: %d\n", td->o.random_distribution);
 310         return 1;
 311 }
 312
 313 /*
 314  * Sort the reads for a verify phase in batches of verifysort_nr, if
 315  * specified.
 316  */
 317 static inline bool should_sort_io(struct thread_data *td)
 318 {
 319         if (!td->o.verifysort_nr || !td->o.do_verify)
 320                 return false;
 321         if (!td_random(td))
 322                 return false;
 323         if (td->runstate != TD_VERIFYING)
 324                 return false;
 325         if (td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE ||
 326             td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE64)
 327                 return false;
 328
 329         return true;
 330 }
 331
 332 static bool should_do_random(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 333 {
 334         unsigned int v;
 335
 336         if (td->o.perc_rand[ddir] == 100)
 337                 return true;
 338
 339         v = rand32_between(&td->seq_rand_state[ddir], 1, 100);
 340
 341         return v <= td->o.perc_rand[ddir];
 342 }
 343
 344 static int get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 345                                 enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 346 {
 347         struct rand_off *r;
 348         int i, ret = 1;
 349
 350         if (!should_sort_io(td))
 351                 return get_off_from_method(td, f, ddir, b);
 352
 353         if (!flist_empty(&td->next_rand_list)) {
 354 fetch:
 355                 r = flist_first_entry(&td->next_rand_list, struct rand_off, list);
 356                 flist_del(&r->list);
 357                 *b = r->off;
 358                 free(r);
 359                 return 0;
 360         }
 361
 362         for (i = 0; i < td->o.verifysort_nr; i++) {
 363                 r = malloc(sizeof(*r));
 364
 365                 ret = get_off_from_method(td, f, ddir, &r->off);
 366                 if (ret) {
 367                         free(r);
 368                         break;
 369                 }
 370
 371                 flist_add(&r->list, &td->next_rand_list);
 372         }
 373
 374         if (ret && !i)
 375                 return ret;
 376
 377         assert(!flist_empty(&td->next_rand_list));
 378         flist_sort(NULL, &td->next_rand_list, flist_cmp);
 379         goto fetch;
 380 }
 381
 382 static void loop_cache_invalidate(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 383 {
 384         struct thread_options *o = &td->o;
 385
 386         if (o->invalidate_cache && !o->odirect) {
 387                 int fio_unused ret;
 388
 389                 ret = file_invalidate_cache(td, f);
 390         }
 391 }
 392
 393 static int get_next_rand_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 394                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 395 {
 396         if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
 397                 return 0;
 398
 399         if (td->o.time_based ||
 400             (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)) {
 401                 fio_file_reset(td, f);
 402                 if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
 403                         return 0;
 404                 loop_cache_invalidate(td, f);
 405         }
 406
 407         dprint(FD_IO, "%s: rand offset failed, last=%llu, size=%llu\n",
 408                         f->file_name, (unsigned long long) f->last_pos[ddir],
 409                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 410         return 1;
 411 }
 412
 413 static int get_next_seq_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 414                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *offset)
 415 {
 416         struct thread_options *o = &td->o;
 417
 418         assert(ddir_rw(ddir));
 419
 420         /*
 421          * If we reach the end for a time based run, reset us back to 0
 422          * and invalidate the cache, if we need to.
 423          */
 424         if (f->last_pos[ddir] >= f->io_size + get_start_offset(td, f) &&
 425             o->time_based) {
 426                 f->last_pos[ddir] = f->file_offset;
 427                 loop_cache_invalidate(td, f);
 428         }
 429
 430         if (f->last_pos[ddir] < f->real_file_size) {
 431                 uint64_t pos;
 432
 433                 if (f->last_pos[ddir] == f->file_offset && o->ddir_seq_add < 0) {
 434                         if (f->real_file_size > f->io_size)
 435                                 f->last_pos[ddir] = f->io_size;
 436                         else
 437                                 f->last_pos[ddir] = f->real_file_size;
 438                 }
 439
 440                 pos = f->last_pos[ddir] - f->file_offset;
 441                 if (pos && o->ddir_seq_add) {
 442                         pos += o->ddir_seq_add;
 443
 444                         /*
 445                          * If we reach beyond the end of the file
 446                          * with holed IO, wrap around to the
 447                          * beginning again. If we're doing backwards IO,
 448                          * wrap to the end.
 449                          */
 450                         if (pos >= f->real_file_size) {
 451                                 if (o->ddir_seq_add > 0)
 452                                         pos = f->file_offset;
 453                                 else {
 454                                         if (f->real_file_size > f->io_size)
 455                                                 pos = f->io_size;
 456                                         else
 457                                                 pos = f->real_file_size;
 458
 459                                         pos += o->ddir_seq_add;
 460                                 }
 461                         }
 462                 }
 463
 464                 *offset = pos;
 465                 return 0;
 466         }
 467
 468         return 1;
 469 }
 470
 471 static int get_next_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 472                           enum fio_ddir ddir, int rw_seq,
 473                           unsigned int *is_random)
 474 {
 475         struct fio_file *f = io_u->file;
 476         uint64_t b, offset;
 477         int ret;
 478
 479         assert(ddir_rw(ddir));
 480
 481         b = offset = -1ULL;
 482
 483         if (rw_seq) {
 484                 if (td_random(td)) {
 485                         if (should_do_random(td, ddir)) {
 486                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 487                                 *is_random = 1;
 488                         } else {
 489                                 *is_random = 0;
 490                                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 491                                 ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 492                                 if (ret)
 493                                         ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 494                         }
 495                 } else {
 496                         *is_random = 0;
 497                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 498                 }
 499         } else {
 500                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 501                 *is_random = 0;
 502
 503                 if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_SEQ) {
 504                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 505                         if (ret) {
 506                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 507                                 *is_random = 0;
 508                         }
 509                 } else if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_IDENT) {
 510                         if (f->last_start[ddir] != -1ULL)
 511                                 offset = f->last_start[ddir] - f->file_offset;
 512                         else
 513                                 offset = 0;
 514                         ret = 0;
 515                 } else {
 516                         log_err("fio: unknown rw_seq=%d\n", td->o.rw_seq);
 517                         ret = 1;
 518                 }
 519         }
 520
 521         if (!ret) {
 522                 if (offset != -1ULL)
 523                         io_u->offset = offset;
 524                 else if (b != -1ULL)
 525                         io_u->offset = b * td->o.ba[ddir];
 526                 else {
 527                         log_err("fio: bug in offset generation: offset=%llu, b=%llu\n", (unsigned long long) offset, (unsigned long long) b);
 528                         ret = 1;
 529                 }
 530         }
 531
 532         return ret;
 533 }
 534
 535 /*
 536  * For random io, generate a random new block and see if it's used. Repeat
 537  * until we find a free one. For sequential io, just return the end of
 538  * the last io issued.
 539  */
 540 static int __get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 541                              unsigned int *is_random)
 542 {
 543         struct fio_file *f = io_u->file;
 544         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
 545         int rw_seq_hit = 0;
 546
 547         assert(ddir_rw(ddir));
 548
 549         if (td->o.ddir_seq_nr && !--td->ddir_seq_nr) {
 550                 rw_seq_hit = 1;
 551                 td->ddir_seq_nr = td->o.ddir_seq_nr;
 552         }
 553
 554         if (get_next_block(td, io_u, ddir, rw_seq_hit, is_random))
 555                 return 1;
 556
 557         if (io_u->offset >= f->io_size) {
 558                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= io_size %llu\n",
 559                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 560                                         (unsigned long long) f->io_size);
 561                 return 1;
 562         }
 563
 564         io_u->offset += f->file_offset;
 565         if (io_u->offset >= f->real_file_size) {
 566                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= size %llu\n",
 567                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 568                                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 569                 return 1;
 570         }
 571
 572         return 0;
 573 }
 574
 575 static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 576                            unsigned int *is_random)
 577 {
 578         return __get_next_offset(td, io_u, is_random);
 579 }
 580
 581 static inline bool io_u_fits(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 582                              unsigned int buflen)
 583 {
 584         struct fio_file *f = io_u->file;
 585
 586         return io_u->offset + buflen <= f->io_size + get_start_offset(td, f);
 587 }
 588
 589 static unsigned int __get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 590                                       unsigned int is_random)
 591 {
 592         int ddir = io_u->ddir;
 593         unsigned int buflen = 0;
 594         unsigned int minbs, maxbs;
 595         uint64_t frand_max, r;
 596         bool power_2;
 597
 598         assert(ddir_rw(ddir));
 599
 600         if (td->o.bs_is_seq_rand)
 601                 ddir = is_random ? DDIR_WRITE: DDIR_READ;
 602
 603         minbs = td->o.min_bs[ddir];
 604         maxbs = td->o.max_bs[ddir];
 605
 606         if (minbs == maxbs)
 607                 return minbs;
 608
 609         /*
 610          * If we can't satisfy the min block size from here, then fail
 611          */
 612         if (!io_u_fits(td, io_u, minbs))
 613                 return 0;
 614
 615         frand_max = rand_max(&td->bsrange_state[ddir]);
 616         do {
 617                 r = __rand(&td->bsrange_state[ddir]);
 618
 619                 if (!td->o.bssplit_nr[ddir]) {
 620                         buflen = 1 + (unsigned int) ((double) maxbs *
 621                                         (r / (frand_max + 1.0)));
 622                         if (buflen < minbs)
 623                                 buflen = minbs;
 624                 } else {
 625                         long long perc = 0;
 626                         unsigned int i;
 627
 628                         for (i = 0; i < td->o.bssplit_nr[ddir]; i++) {
 629                                 struct bssplit *bsp = &td->o.bssplit[ddir][i];
 630
 631                                 buflen = bsp->bs;
 632                                 perc += bsp->perc;
 633                                 if (!perc)
 634                                         break;
 635                                 if ((r / perc <= frand_max / 100ULL) &&
 636                                     io_u_fits(td, io_u, buflen))
 637                                         break;
 638                         }
 639                 }
 640
 641                 power_2 = is_power_of_2(minbs);
 642                 if (!td->o.bs_unaligned && power_2)
 643                         buflen &= ~(minbs - 1);
 644                 else if (!td->o.bs_unaligned && !power_2)
 645                         buflen -= buflen % minbs;
 646         } while (!io_u_fits(td, io_u, buflen));
 647
 648         return buflen;
 649 }
 650
 651 static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 652                                     unsigned int is_random)
 653 {
 654         return __get_next_buflen(td, io_u, is_random);
 655 }
 656
 657 static void set_rwmix_bytes(struct thread_data *td)
 658 {
 659         unsigned int diff;
 660
 661         /*
 662          * we do time or byte based switch. this is needed because
 663          * buffered writes may issue a lot quicker than they complete,
 664          * whereas reads do not.
 665          */
 666         diff = td->o.rwmix[td->rwmix_ddir ^ 1];
 667         td->rwmix_issues = (td->io_issues[td->rwmix_ddir] * diff) / 100;
 668 }
 669
 670 static inline enum fio_ddir get_rand_ddir(struct thread_data *td)
 671 {
 672         unsigned int v;
 673
 674         v = rand32_between(&td->rwmix_state, 1, 100);
 675
 676         if (v <= td->o.rwmix[DDIR_READ])
 677                 return DDIR_READ;
 678
 679         return DDIR_WRITE;
 680 }
 681
 682 int io_u_quiesce(struct thread_data *td)
 683 {
 684         int completed = 0;
 685
 686         /*
 687          * We are going to sleep, ensure that we flush anything pending as
 688          * not to skew our latency numbers.
 689          *
 690          * Changed to only monitor 'in flight' requests here instead of the
 691          * td->cur_depth, b/c td->cur_depth does not accurately represent
 692          * io's that have been actually submitted to an async engine,
 693          * and cur_depth is meaningless for sync engines.
 694          */
 695         if (td->io_u_queued || td->cur_depth) {
 696                 int fio_unused ret;
 697
 698                 ret = td_io_commit(td);
 699         }
 700
 701         while (td->io_u_in_flight) {
 702                 int ret;
 703
 704                 ret = io_u_queued_complete(td, 1);
 705                 if (ret > 0)
 706                         completed += ret;
 707         }
 708
 709         if (td->flags & TD_F_REGROW_LOGS)
 710                 regrow_logs(td);
 711
 712         return completed;
 713 }
 714
 715 static enum fio_ddir rate_ddir(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 716 {
 717         enum fio_ddir odir = ddir ^ 1;
 718         uint64_t usec;
 719         uint64_t now;
 720
 721         assert(ddir_rw(ddir));
 722         now = utime_since_now(&td->start);
 723
 724         /*
 725          * if rate_next_io_time is in the past, need to catch up to rate
 726          */
 727         if (td->rate_next_io_time[ddir] <= now)
 728                 return ddir;
 729
 730         /*
 731          * We are ahead of rate in this direction. See if we
 732          * should switch.
 733          */
 734         if (td_rw(td) && td->o.rwmix[odir]) {
 735                 /*
 736                  * Other direction is behind rate, switch
 737                  */
 738                 if (td->rate_next_io_time[odir] <= now)
 739                         return odir;
 740
 741                 /*
 742                  * Both directions are ahead of rate. sleep the min,
 743                  * switch if necessary
 744                  */
 745                 if (td->rate_next_io_time[ddir] <=
 746                     td->rate_next_io_time[odir]) {
 747                         usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 748                 } else {
 749                         usec = td->rate_next_io_time[odir] - now;
 750                         ddir = odir;
 751                 }
 752         } else
 753                 usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 754
 755         if (td->o.io_submit_mode == IO_MODE_INLINE)
 756                 io_u_quiesce(td);
 757
 758         usec_sleep(td, usec);
 759         return ddir;
 760 }
 761
 762 /*
 763  * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
 764  * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
 765  * necessary.
 766  */
 767 static enum fio_ddir get_rw_ddir(struct thread_data *td)
 768 {
 769         enum fio_ddir ddir;
 770
 771         /*
 772          * See if it's time to fsync/fdatasync/sync_file_range first,
 773          * and if not then move on to check regular I/Os.
 774          */
 775         if (should_fsync(td)) {
 776                 if (td->o.fsync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 777                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fsync_blocks))
 778                         return DDIR_SYNC;
 779
 780                 if (td->o.fdatasync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 781                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fdatasync_blocks))
 782                         return DDIR_DATASYNC;
 783
 784                 if (td->sync_file_range_nr && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 785                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->sync_file_range_nr))
 786                         return DDIR_SYNC_FILE_RANGE;
 787         }
 788
 789         if (td_rw(td)) {
 790                 /*
 791                  * Check if it's time to seed a new data direction.
 792                  */
 793                 if (td->io_issues[td->rwmix_ddir] >= td->rwmix_issues) {
 794                         /*
 795                          * Put a top limit on how many bytes we do for
 796                          * one data direction, to avoid overflowing the
 797                          * ranges too much
 798                          */
 799                         ddir = get_rand_ddir(td);
 800
 801                         if (ddir != td->rwmix_ddir)
 802                                 set_rwmix_bytes(td);
 803
 804                         td->rwmix_ddir = ddir;
 805                 }
 806                 ddir = td->rwmix_ddir;
 807         } else if (td_read(td))
 808                 ddir = DDIR_READ;
 809         else if (td_write(td))
 810                 ddir = DDIR_WRITE;
 811         else if (td_trim(td))
 812                 ddir = DDIR_TRIM;
 813         else
 814                 ddir = DDIR_INVAL;
 815
 816         td->rwmix_ddir = rate_ddir(td, ddir);
 817         return td->rwmix_ddir;
 818 }
 819
 820 static void set_rw_ddir(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 821 {
 822         enum fio_ddir ddir = get_rw_ddir(td);
 823
 824         if (td_trimwrite(td)) {
 825                 struct fio_file *f = io_u->file;
 826                 if (f->last_pos[DDIR_WRITE] == f->last_pos[DDIR_TRIM])
 827                         ddir = DDIR_TRIM;
 828                 else
 829                         ddir = DDIR_WRITE;
 830         }
 831
 832         io_u->ddir = io_u->acct_ddir = ddir;
 833
 834         if (io_u->ddir == DDIR_WRITE && td_ioengine_flagged(td, FIO_BARRIER) &&
 835             td->o.barrier_blocks &&
 836            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.barrier_blocks) &&
 837              td->io_issues[DDIR_WRITE])
 838                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BARRIER);
 839 }
 840
 841 void put_file_log(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 842 {
 843         unsigned int ret = put_file(td, f);
 844
 845         if (ret)
 846                 td_verror(td, ret, "file close");
 847 }
 848
 849 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 850 {
 851         if (td->parent)
 852                 td = td->parent;
 853
 854         td_io_u_lock(td);
 855
 856         if (io_u->file && !(io_u->flags & IO_U_F_NO_FILE_PUT))
 857                 put_file_log(td, io_u->file);
 858
 859         io_u->file = NULL;
 860         io_u_set(td, io_u, IO_U_F_FREE);
 861
 862         if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 863                 td->cur_depth--;
 864                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 865         }
 866         io_u_qpush(&td->io_u_freelist, io_u);
 867         td_io_u_unlock(td);
 868         td_io_u_free_notify(td);
 869 }
 870
 871 void clear_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 872 {
 873         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 874         put_io_u(td, io_u);
 875 }
 876
 877 void requeue_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 878 {
 879         struct io_u *__io_u = *io_u;
 880         enum fio_ddir ddir = acct_ddir(__io_u);
 881
 882         dprint(FD_IO, "requeue %p\n", __io_u);
 883
 884         if (td->parent)
 885                 td = td->parent;
 886
 887         td_io_u_lock(td);
 888
 889         io_u_set(td, __io_u, IO_U_F_FREE);
 890         if ((__io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT) && ddir_rw(ddir))
 891                 td->io_issues[ddir]--;
 892
 893         io_u_clear(td, __io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 894         if (__io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 895                 td->cur_depth--;
 896                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 897         }
 898
 899         io_u_rpush(&td->io_u_requeues, __io_u);
 900         td_io_u_unlock(td);
 901         td_io_u_free_notify(td);
 902         *io_u = NULL;
 903 }
 904
 905 static void __fill_io_u_zone(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 906 {
 907         struct fio_file *f = io_u->file;
 908
 909         /*
 910          * See if it's time to switch to a new zone
 911          */
 912         if (td->zone_bytes >= td->o.zone_size && td->o.zone_skip) {
 913                 td->zone_bytes = 0;
 914                 f->file_offset += td->o.zone_range + td->o.zone_skip;
 915
 916                 /*
 917                  * Wrap from the beginning, if we exceed the file size
 918                  */
 919                 if (f->file_offset >= f->real_file_size)
 920                         f->file_offset = f->real_file_size - f->file_offset;
 921                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
 922                 td->io_skip_bytes += td->o.zone_skip;
 923         }
 924
 925         /*
 926          * If zone_size > zone_range, then maintain the same zone until
 927          * zone_bytes >= zone_size.
 928          */
 929         if (f->last_pos[io_u->ddir] >= (f->file_offset + td->o.zone_range)) {
 930                 dprint(FD_IO, "io_u maintain zone offset=%" PRIu64 "/last_pos=%" PRIu64 "\n",
 931                                 f->file_offset, f->last_pos[io_u->ddir]);
 932                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
 933         }
 934
 935         /*
 936          * For random: if 'norandommap' is not set and zone_size > zone_range,
 937          * map needs to be reset as it's done with zone_range everytime.
 938          */
 939         if ((td->zone_bytes % td->o.zone_range) == 0) {
 940                 fio_file_reset(td, f);
 941         }
 942 }
 943
 944 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 945 {
 946         unsigned int is_random;
 947
 948         if (td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO))
 949                 goto out;
 950
 951         set_rw_ddir(td, io_u);
 952
 953         /*
 954          * fsync() or fdatasync() or trim etc, we are done
 955          */
 956         if (!ddir_rw(io_u->ddir))
 957                 goto out;
 958
 959         /*
 960          * When file is zoned zone_range is always positive
 961          */
 962         if (td->o.zone_range) {
 963                 __fill_io_u_zone(td, io_u);
 964         }
 965
 966         /*
 967          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next buflen and
 968          * position.
 969          */
 970         if (get_next_offset(td, io_u, &is_random)) {
 971                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting offset\n", io_u);
 972                 return 1;
 973         }
 974
 975         io_u->buflen = get_next_buflen(td, io_u, is_random);
 976         if (!io_u->buflen) {
 977                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting buflen\n", io_u);
 978                 return 1;
 979         }
 980
 981         if (io_u->offset + io_u->buflen > io_u->file->real_file_size) {
 982                 dprint(FD_IO, "io_u %p, off=0x%llx + len=0x%lx exceeds file size=0x%llx\n",
 983                         io_u,
 984                         (unsigned long long) io_u->offset, io_u->buflen,
 985                         (unsigned long long) io_u->file->real_file_size);
 986                 return 1;
 987         }
 988
 989         /*
 990          * mark entry before potentially trimming io_u
 991          */
 992         if (td_random(td) && file_randommap(td, io_u->file))
 993                 mark_random_map(td, io_u);
 994
 995 out:
 996         dprint_io_u(io_u, "fill");
 997         td->zone_bytes += io_u->buflen;
 998         return 0;
 999 }
1000
1001 static void __io_u_mark_map(uint64_t *map, unsigned int nr)
1002 {
1003         int idx = 0;
1004
1005         switch (nr) {
1006         default:
1007                 idx = 6;
1008                 break;
1009         case 33 ... 64:
1010                 idx = 5;
1011                 break;
1012         case 17 ... 32:
1013                 idx = 4;
1014                 break;
1015         case 9 ... 16:
1016                 idx = 3;
1017                 break;
1018         case 5 ... 8:
1019                 idx = 2;
1020                 break;
1021         case 1 ... 4:
1022                 idx = 1;
1023         case 0:
1024                 break;
1025         }
1026
1027         map[idx]++;
1028 }
1029
1030 void io_u_mark_submit(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1031 {
1032         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_submit, nr);
1033         td->ts.total_submit++;
1034 }
1035
1036 void io_u_mark_complete(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1037 {
1038         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_complete, nr);
1039         td->ts.total_complete++;
1040 }
1041
1042 void io_u_mark_depth(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1043 {
1044         int idx = 0;
1045
1046         switch (td->cur_depth) {
1047         default:
1048                 idx = 6;
1049                 break;
1050         case 32 ... 63:
1051                 idx = 5;
1052                 break;
1053         case 16 ... 31:
1054                 idx = 4;
1055                 break;
1056         case 8 ... 15:
1057                 idx = 3;
1058                 break;
1059         case 4 ... 7:
1060                 idx = 2;
1061                 break;
1062         case 2 ... 3:
1063                 idx = 1;
1064         case 1:
1065                 break;
1066         }
1067
1068         td->ts.io_u_map[idx] += nr;
1069 }
1070
1071 static void io_u_mark_lat_nsec(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1072 {
1073         int idx = 0;
1074
1075         assert(nsec < 1000);
1076
1077         switch (nsec) {
1078         case 750 ... 999:
1079                 idx = 9;
1080                 break;
1081         case 500 ... 749:
1082                 idx = 8;
1083                 break;
1084         case 250 ... 499:
1085                 idx = 7;
1086                 break;
1087         case 100 ... 249:
1088                 idx = 6;
1089                 break;
1090         case 50 ... 99:
1091                 idx = 5;
1092                 break;
1093         case 20 ... 49:
1094                 idx = 4;
1095                 break;
1096         case 10 ... 19:
1097                 idx = 3;
1098                 break;
1099         case 4 ... 9:
1100                 idx = 2;
1101                 break;
1102         case 2 ... 3:
1103                 idx = 1;
1104         case 0 ... 1:
1105                 break;
1106         }
1107
1108         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_N_NR);
1109         td->ts.io_u_lat_n[idx]++;
1110 }
1111
1112 static void io_u_mark_lat_usec(struct thread_data *td, unsigned long long usec)
1113 {
1114         int idx = 0;
1115
1116         assert(usec < 1000 && usec >= 1);
1117
1118         switch (usec) {
1119         case 750 ... 999:
1120                 idx = 9;
1121                 break;
1122         case 500 ... 749:
1123                 idx = 8;
1124                 break;
1125         case 250 ... 499:
1126                 idx = 7;
1127                 break;
1128         case 100 ... 249:
1129                 idx = 6;
1130                 break;
1131         case 50 ... 99:
1132                 idx = 5;
1133                 break;
1134         case 20 ... 49:
1135                 idx = 4;
1136                 break;
1137         case 10 ... 19:
1138                 idx = 3;
1139                 break;
1140         case 4 ... 9:
1141                 idx = 2;
1142                 break;
1143         case 2 ... 3:
1144                 idx = 1;
1145         case 0 ... 1:
1146                 break;
1147         }
1148
1149         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_U_NR);
1150         td->ts.io_u_lat_u[idx]++;
1151 }
1152
1153 static void io_u_mark_lat_msec(struct thread_data *td, unsigned long long msec)
1154 {
1155         int idx = 0;
1156
1157         assert(msec >= 1);
1158
1159         switch (msec) {
1160         default:
1161                 idx = 11;
1162                 break;
1163         case 1000 ... 1999:
1164                 idx = 10;
1165                 break;
1166         case 750 ... 999:
1167                 idx = 9;
1168                 break;
1169         case 500 ... 749:
1170                 idx = 8;
1171                 break;
1172         case 250 ... 499:
1173                 idx = 7;
1174                 break;
1175         case 100 ... 249:
1176                 idx = 6;
1177                 break;
1178         case 50 ... 99:
1179                 idx = 5;
1180                 break;
1181         case 20 ... 49:
1182                 idx = 4;
1183                 break;
1184         case 10 ... 19:
1185                 idx = 3;
1186                 break;
1187         case 4 ... 9:
1188                 idx = 2;
1189                 break;
1190         case 2 ... 3:
1191                 idx = 1;
1192         case 0 ... 1:
1193                 break;
1194         }
1195
1196         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_M_NR);
1197         td->ts.io_u_lat_m[idx]++;
1198 }
1199
1200 static void io_u_mark_latency(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1201 {
1202         if (nsec < 1000)
1203                 io_u_mark_lat_nsec(td, nsec);
1204         else if (nsec < 1000000)
1205                 io_u_mark_lat_usec(td, nsec / 1000);
1206         else
1207                 io_u_mark_lat_msec(td, nsec / 1000000);
1208 }
1209
1210 static unsigned int __get_next_fileno_rand(struct thread_data *td)
1211 {
1212         unsigned long fileno;
1213
1214         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RANDOM) {
1215                 uint64_t frand_max = rand_max(&td->next_file_state);
1216                 unsigned long r;
1217
1218                 r = __rand(&td->next_file_state);
1219                 return (unsigned int) ((double) td->o.nr_files
1220                                 * (r / (frand_max + 1.0)));
1221         }
1222
1223         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_ZIPF)
1224                 fileno = zipf_next(&td->next_file_zipf);
1225         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_PARETO)
1226                 fileno = pareto_next(&td->next_file_zipf);
1227         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_GAUSS)
1228                 fileno = gauss_next(&td->next_file_gauss);
1229         else {
1230                 log_err("fio: bad file service type: %d\n", td->o.file_service_type);
1231                 assert(0);
1232                 return 0;
1233         }
1234
1235         return fileno >> FIO_FSERVICE_SHIFT;
1236 }
1237
1238 /*
1239  * Get next file to service by choosing one at random
1240  */
1241 static struct fio_file *get_next_file_rand(struct thread_data *td,
1242                                            enum fio_file_flags goodf,
1243                                            enum fio_file_flags badf)
1244 {
1245         struct fio_file *f;
1246         int fno;
1247
1248         do {
1249                 int opened = 0;
1250
1251                 fno = __get_next_fileno_rand(td);
1252
1253                 f = td->files[fno];
1254                 if (fio_file_done(f))
1255                         continue;
1256
1257                 if (!fio_file_open(f)) {
1258                         int err;
1259
1260                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1261                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1262
1263                         err = td_io_open_file(td, f);
1264                         if (err)
1265                                 continue;
1266                         opened = 1;
1267                 }
1268
1269                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf)) {
1270                         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rand: %p\n", f);
1271                         return f;
1272                 }
1273                 if (opened)
1274                         td_io_close_file(td, f);
1275         } while (1);
1276 }
1277
1278 /*
1279  * Get next file to service by doing round robin between all available ones
1280  */
1281 static struct fio_file *get_next_file_rr(struct thread_data *td, int goodf,
1282                                          int badf)
1283 {
1284         unsigned int old_next_file = td->next_file;
1285         struct fio_file *f;
1286
1287         do {
1288                 int opened = 0;
1289
1290                 f = td->files[td->next_file];
1291
1292                 td->next_file++;
1293                 if (td->next_file >= td->o.nr_files)
1294                         td->next_file = 0;
1295
1296                 dprint(FD_FILE, "trying file %s %x\n", f->file_name, f->flags);
1297                 if (fio_file_done(f)) {
1298                         f = NULL;
1299                         continue;
1300                 }
1301
1302                 if (!fio_file_open(f)) {
1303                         int err;
1304
1305                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1306                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1307
1308                         err = td_io_open_file(td, f);
1309                         if (err) {
1310                                 dprint(FD_FILE, "error %d on open of %s\n",
1311                                         err, f->file_name);
1312                                 f = NULL;
1313                                 continue;
1314                         }
1315                         opened = 1;
1316                 }
1317
1318                 dprint(FD_FILE, "goodf=%x, badf=%x, ff=%x\n", goodf, badf,
1319                                                                 f->flags);
1320                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf))
1321                         break;
1322
1323                 if (opened)
1324                         td_io_close_file(td, f);
1325
1326                 f = NULL;
1327         } while (td->next_file != old_next_file);
1328
1329         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rr: %p\n", f);
1330         return f;
1331 }
1332
1333 static struct fio_file *__get_next_file(struct thread_data *td)
1334 {
1335         struct fio_file *f;
1336
1337         assert(td->o.nr_files <= td->files_index);
1338
1339         if (td->nr_done_files >= td->o.nr_files) {
1340                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: nr_open=%d, nr_done=%d,"
1341                                 " nr_files=%d\n", td->nr_open_files,
1342                                                   td->nr_done_files,
1343                                                   td->o.nr_files);
1344                 return NULL;
1345         }
1346
1347         f = td->file_service_file;
1348         if (f && fio_file_open(f) && !fio_file_closing(f)) {
1349                 if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1350                         goto out;
1351                 if (td->file_service_left--)
1352                         goto out;
1353         }
1354
1355         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RR ||
1356             td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1357                 f = get_next_file_rr(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1358         else
1359                 f = get_next_file_rand(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1360
1361         if (IS_ERR(f))
1362                 return f;
1363
1364         td->file_service_file = f;
1365         td->file_service_left = td->file_service_nr - 1;
1366 out:
1367         if (f)
1368                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: %p [%s]\n", f, f->file_name);
1369         else
1370                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: NULL\n");
1371         return f;
1372 }
1373
1374 static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
1375 {
1376         return __get_next_file(td);
1377 }
1378
1379 static long set_io_u_file(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1380 {
1381         struct fio_file *f;
1382
1383         do {
1384                 f = get_next_file(td);
1385                 if (IS_ERR_OR_NULL(f))
1386                         return PTR_ERR(f);
1387
1388                 io_u->file = f;
1389                 get_file(f);
1390
1391                 if (!fill_io_u(td, io_u))
1392                         break;
1393
1394                 put_file_log(td, f);
1395                 td_io_close_file(td, f);
1396                 io_u->file = NULL;
1397                 if (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)
1398                         fio_file_reset(td, f);
1399                 else {
1400                         fio_file_set_done(f);
1401                         td->nr_done_files++;
1402                         dprint(FD_FILE, "%s: is done (%d of %d)\n", f->file_name,
1403                                         td->nr_done_files, td->o.nr_files);
1404                 }
1405         } while (1);
1406
1407         return 0;
1408 }
1409
1410 static void lat_fatal(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
1411                       unsigned long long tnsec, unsigned long long max_nsec)
1412 {
1413         if (!td->error)
1414                 log_err("fio: latency of %llu nsec exceeds specified max (%llu nsec)\n", tnsec, max_nsec);
1415         td_verror(td, ETIMEDOUT, "max latency exceeded");
1416         icd->error = ETIMEDOUT;
1417 }
1418
1419 static void lat_new_cycle(struct thread_data *td)
1420 {
1421         fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1422         td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1423         td->latency_failed = 0;
1424 }
1425
1426 /*
1427  * We had an IO outside the latency target. Reduce the queue depth. If we
1428  * are at QD=1, then it's time to give up.
1429  */
1430 static bool __lat_target_failed(struct thread_data *td)
1431 {
1432         if (td->latency_qd == 1)
1433                 return true;
1434
1435         td->latency_qd_high = td->latency_qd;
1436
1437         if (td->latency_qd == td->latency_qd_low)
1438                 td->latency_qd_low--;
1439
1440         td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_low) / 2;
1441
1442         dprint(FD_RATE, "Ramped down: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1443
1444         /*
1445          * When we ramp QD down, quiesce existing IO to prevent
1446          * a storm of ramp downs due to pending higher depth.
1447          */
1448         io_u_quiesce(td);
1449         lat_new_cycle(td);
1450         return false;
1451 }
1452
1453 static bool lat_target_failed(struct thread_data *td)
1454 {
1455         if (td->o.latency_percentile.u.f == 100.0)
1456                 return __lat_target_failed(td);
1457
1458         td->latency_failed++;
1459         return false;
1460 }
1461
1462 void lat_target_init(struct thread_data *td)
1463 {
1464         td->latency_end_run = 0;
1465
1466         if (td->o.latency_target) {
1467                 dprint(FD_RATE, "Latency target=%llu\n", td->o.latency_target);
1468                 fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1469                 td->latency_qd = 1;
1470                 td->latency_qd_high = td->o.iodepth;
1471                 td->latency_qd_low = 1;
1472                 td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1473         } else
1474                 td->latency_qd = td->o.iodepth;
1475 }
1476
1477 void lat_target_reset(struct thread_data *td)
1478 {
1479         if (!td->latency_end_run)
1480                 lat_target_init(td);
1481 }
1482
1483 static void lat_target_success(struct thread_data *td)
1484 {
1485         const unsigned int qd = td->latency_qd;
1486         struct thread_options *o = &td->o;
1487
1488         td->latency_qd_low = td->latency_qd;
1489
1490         /*
1491          * If we haven't failed yet, we double up to a failing value instead
1492          * of bisecting from highest possible queue depth. If we have set
1493          * a limit other than td->o.iodepth, bisect between that.
1494          */
1495         if (td->latency_qd_high != o->iodepth)
1496                 td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_high) / 2;
1497         else
1498                 td->latency_qd *= 2;
1499
1500         if (td->latency_qd > o->iodepth)
1501                 td->latency_qd = o->iodepth;
1502
1503         dprint(FD_RATE, "Ramped up: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1504
1505         /*
1506          * Same as last one, we are done. Let it run a latency cycle, so
1507          * we get only the results from the targeted depth.
1508          */
1509         if (td->latency_qd == qd) {
1510                 if (td->latency_end_run) {
1511                         dprint(FD_RATE, "We are done\n");
1512                         td->done = 1;
1513                 } else {
1514                         dprint(FD_RATE, "Quiesce and final run\n");
1515                         io_u_quiesce(td);
1516                         td->latency_end_run = 1;
1517                         reset_all_stats(td);
1518                         reset_io_stats(td);
1519                 }
1520         }
1521
1522         lat_new_cycle(td);
1523 }
1524
1525 /*
1526  * Check if we can bump the queue depth
1527  */
1528 void lat_target_check(struct thread_data *td)
1529 {
1530         uint64_t usec_window;
1531         uint64_t ios;
1532         double success_ios;
1533
1534         usec_window = utime_since_now(&td->latency_ts);
1535         if (usec_window < td->o.latency_window)
1536                 return;
1537
1538         ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks) - td->latency_ios;
1539         success_ios = (double) (ios - td->latency_failed) / (double) ios;
1540         success_ios *= 100.0;
1541
1542         dprint(FD_RATE, "Success rate: %.2f%% (target %.2f%%)\n", success_ios, td->o.latency_percentile.u.f);
1543
1544         if (success_ios >= td->o.latency_percentile.u.f)
1545                 lat_target_success(td);
1546         else
1547                 __lat_target_failed(td);
1548 }
1549
1550 /*
1551  * If latency target is enabled, we might be ramping up or down and not
1552  * using the full queue depth available.
1553  */
1554 bool queue_full(const struct thread_data *td)
1555 {
1556         const int qempty = io_u_qempty(&td->io_u_freelist);
1557
1558         if (qempty)
1559                 return true;
1560         if (!td->o.latency_target)
1561                 return false;
1562
1563         return td->cur_depth >= td->latency_qd;
1564 }
1565
1566 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
1567 {
1568         struct io_u *io_u = NULL;
1569
1570         if (td->stop_io)
1571                 return NULL;
1572
1573         td_io_u_lock(td);
1574
1575 again:
1576         if (!io_u_rempty(&td->io_u_requeues))
1577                 io_u = io_u_rpop(&td->io_u_requeues);
1578         else if (!queue_full(td)) {
1579                 io_u = io_u_qpop(&td->io_u_freelist);
1580
1581                 io_u->file = NULL;
1582                 io_u->buflen = 0;
1583                 io_u->resid = 0;
1584                 io_u->end_io = NULL;
1585         }
1586
1587         if (io_u) {
1588                 assert(io_u->flags & IO_U_F_FREE);
1589                 io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FREE | IO_U_F_NO_FILE_PUT |
1590                                  IO_U_F_TRIMMED | IO_U_F_BARRIER |
1591                                  IO_U_F_VER_LIST);
1592
1593                 io_u->error = 0;
1594                 io_u->acct_ddir = -1;
1595                 td->cur_depth++;
1596                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1597                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_IN_CUR_DEPTH);
1598                 io_u->ipo = NULL;
1599         } else if (td_async_processing(td)) {
1600                 /*
1601                  * We ran out, wait for async verify threads to finish and
1602                  * return one
1603                  */
1604                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1605                 assert(!pthread_cond_wait(&td->free_cond, &td->io_u_lock));
1606                 goto again;
1607         }
1608
1609         td_io_u_unlock(td);
1610         return io_u;
1611 }
1612
1613 static bool check_get_trim(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1614 {
1615         if (!(td->flags & TD_F_TRIM_BACKLOG))
1616                 return false;
1617         if (!td->trim_entries)
1618                 return false;
1619
1620         if (td->trim_batch) {
1621                 td->trim_batch--;
1622                 if (get_next_trim(td, io_u))
1623                         return true;
1624         } else if (!(td->io_hist_len % td->o.trim_backlog) &&
1625                      td->last_ddir != DDIR_READ) {
1626                 td->trim_batch = td->o.trim_batch;
1627                 if (!td->trim_batch)
1628                         td->trim_batch = td->o.trim_backlog;
1629                 if (get_next_trim(td, io_u))
1630                         return true;
1631         }
1632
1633         return false;
1634 }
1635
1636 static bool check_get_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1637 {
1638         if (!(td->flags & TD_F_VER_BACKLOG))
1639                 return false;
1640
1641         if (td->io_hist_len) {
1642                 int get_verify = 0;
1643
1644                 if (td->verify_batch)
1645                         get_verify = 1;
1646                 else if (!(td->io_hist_len % td->o.verify_backlog) &&
1647                          td->last_ddir != DDIR_READ) {
1648                         td->verify_batch = td->o.verify_batch;
1649                         if (!td->verify_batch)
1650                                 td->verify_batch = td->o.verify_backlog;
1651                         get_verify = 1;
1652                 }
1653
1654                 if (get_verify && !get_next_verify(td, io_u)) {
1655                         td->verify_batch--;
1656                         return true;
1657                 }
1658         }
1659
1660         return false;
1661 }
1662
1663 /*
1664  * Fill offset and start time into the buffer content, to prevent too
1665  * easy compressible data for simple de-dupe attempts. Do this for every
1666  * 512b block in the range, since that should be the smallest block size
1667  * we can expect from a device.
1668  */
1669 static void small_content_scramble(struct io_u *io_u)
1670 {
1671         unsigned int i, nr_blocks = io_u->buflen >> 9;
1672         unsigned int offset;
1673         uint64_t boffset, *iptr;
1674         char *p;
1675
1676         if (!nr_blocks)
1677                 return;
1678
1679         p = io_u->xfer_buf;
1680         boffset = io_u->offset;
1681
1682         if (io_u->buf_filled_len)
1683                 io_u->buf_filled_len = 0;
1684
1685         /*
1686          * Generate random index between 0..7. We do chunks of 512b, if
1687          * we assume a cacheline is 64 bytes, then we have 8 of those.
1688          * Scramble content within the blocks in the same cacheline to
1689          * speed things up.
1690          */
1691         offset = (io_u->start_time.tv_nsec ^ boffset) & 7;
1692
1693         for (i = 0; i < nr_blocks; i++) {
1694                 /*
1695                  * Fill offset into start of cacheline, time into end
1696                  * of cacheline
1697                  */
1698                 iptr = (void *) p + (offset << 6);
1699                 *iptr = boffset;
1700
1701                 iptr = (void *) p + 64 - 2 * sizeof(uint64_t);
1702                 iptr[0] = io_u->start_time.tv_sec;
1703                 iptr[1] = io_u->start_time.tv_nsec;
1704
1705                 p += 512;
1706                 boffset += 512;
1707         }
1708 }
1709
1710 /*
1711  * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
1712  * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped and submitted.
1713  */
1714 struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
1715 {
1716         struct fio_file *f;
1717         struct io_u *io_u;
1718         int do_scramble = 0;
1719         long ret = 0;
1720
1721         io_u = __get_io_u(td);
1722         if (!io_u) {
1723                 dprint(FD_IO, "__get_io_u failed\n");
1724                 return NULL;
1725         }
1726
1727         if (check_get_verify(td, io_u))
1728                 goto out;
1729         if (check_get_trim(td, io_u))
1730                 goto out;
1731
1732         /*
1733          * from a requeue, io_u already setup
1734          */
1735         if (io_u->file)
1736                 goto out;
1737
1738         /*
1739          * If using an iolog, grab next piece if any available.
1740          */
1741         if (td->flags & TD_F_READ_IOLOG) {
1742                 if (read_iolog_get(td, io_u))
1743                         goto err_put;
1744         } else if (set_io_u_file(td, io_u)) {
1745                 ret = -EBUSY;
1746                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1747                 goto err_put;
1748         }
1749
1750         f = io_u->file;
1751         if (!f) {
1752                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1753                 goto err_put;
1754         }
1755
1756         assert(fio_file_open(f));
1757
1758         if (ddir_rw(io_u->ddir)) {
1759                 if (!io_u->buflen && !td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO)) {
1760                         dprint(FD_IO, "get_io_u: zero buflen on %p\n", io_u);
1761                         goto err_put;
1762                 }
1763
1764                 f->last_start[io_u->ddir] = io_u->offset;
1765                 f->last_pos[io_u->ddir] = io_u->offset + io_u->buflen;
1766
1767                 if (io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
1768                         if (td->flags & TD_F_REFILL_BUFFERS) {
1769                                 io_u_fill_buffer(td, io_u,
1770                                         td->o.min_bs[DDIR_WRITE],
1771                                         io_u->buflen);
1772                         } else if ((td->flags & TD_F_SCRAMBLE_BUFFERS) &&
1773                                    !(td->flags & TD_F_COMPRESS))
1774                                 do_scramble = 1;
1775                         if (td->flags & TD_F_VER_NONE) {
1776                                 populate_verify_io_u(td, io_u);
1777                                 do_scramble = 0;
1778                         }
1779                 } else if (io_u->ddir == DDIR_READ) {
1780                         /*
1781                          * Reset the buf_filled parameters so next time if the
1782                          * buffer is used for writes it is refilled.
1783                          */
1784                         io_u->buf_filled_len = 0;
1785                 }
1786         }
1787
1788         /*
1789          * Set io data pointers.
1790          */
1791         io_u->xfer_buf = io_u->buf;
1792         io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
1793
1794 out:
1795         assert(io_u->file);
1796         if (!td_io_prep(td, io_u)) {
1797                 if (!td->o.disable_lat)
1798                         fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
1799
1800                 if (do_scramble)
1801                         small_content_scramble(io_u);
1802
1803                 return io_u;
1804         }
1805 err_put:
1806         dprint(FD_IO, "get_io_u failed\n");
1807         put_io_u(td, io_u);
1808         return ERR_PTR(ret);
1809 }
1810
1811 static void __io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1812 {
1813         enum error_type_bit eb = td_error_type(io_u->ddir, io_u->error);
1814
1815         if (td_non_fatal_error(td, eb, io_u->error) && !td->o.error_dump)
1816                 return;
1817
1818         log_err("fio: io_u error%s%s: %s: %s offset=%llu, buflen=%lu\n",
1819                 io_u->file ? " on file " : "",
1820                 io_u->file ? io_u->file->file_name : "",
1821                 strerror(io_u->error),
1822                 io_ddir_name(io_u->ddir),
1823                 io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
1824
1825         if (td->io_ops->errdetails) {
1826                 char *err = td->io_ops->errdetails(io_u);
1827
1828                 log_err("fio: %s\n", err);
1829                 free(err);
1830         }
1831
1832         if (!td->error)
1833                 td_verror(td, io_u->error, "io_u error");
1834 }
1835
1836 void io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1837 {
1838         __io_u_log_error(td, io_u);
1839         if (td->parent)
1840                 __io_u_log_error(td->parent, io_u);
1841 }
1842
1843 static inline bool gtod_reduce(struct thread_data *td)
1844 {
1845         return (td->o.disable_clat && td->o.disable_slat && td->o.disable_bw)
1846                         || td->o.gtod_reduce;
1847 }
1848
1849 static void account_io_completion(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1850                                   struct io_completion_data *icd,
1851                                   const enum fio_ddir idx, unsigned int bytes)
1852 {
1853         const int no_reduce = !gtod_reduce(td);
1854         unsigned long long llnsec = 0;
1855
1856         if (td->parent)
1857                 td = td->parent;
1858
1859         if (!td->o.stats || td_ioengine_flagged(td, FIO_NOSTATS))
1860                 return;
1861
1862         if (no_reduce)
1863                 llnsec = ntime_since(&io_u->issue_time, &icd->time);
1864
1865         if (!td->o.disable_lat) {
1866                 unsigned long long tnsec;
1867
1868                 tnsec = ntime_since(&io_u->start_time, &icd->time);
1869                 add_lat_sample(td, idx, tnsec, bytes, io_u->offset);
1870
1871                 if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
1872                         struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
1873
1874                         if (ops->io_u_lat)
1875                                 icd->error = ops->io_u_lat(td, tnsec);
1876                 }
1877
1878                 if (td->o.max_latency && tnsec > td->o.max_latency)
1879                         lat_fatal(td, icd, tnsec, td->o.max_latency);
1880                 if (td->o.latency_target && tnsec > td->o.latency_target) {
1881                         if (lat_target_failed(td))
1882                                 lat_fatal(td, icd, tnsec, td->o.latency_target);
1883                 }
1884         }
1885
1886         if (ddir_rw(idx)) {
1887                 if (!td->o.disable_clat) {
1888                         add_clat_sample(td, idx, llnsec, bytes, io_u->offset);
1889                         io_u_mark_latency(td, llnsec);
1890                 }
1891
1892                 if (!td->o.disable_bw && per_unit_log(td->bw_log))
1893                         add_bw_sample(td, io_u, bytes, llnsec);
1894
1895                 if (no_reduce && per_unit_log(td->iops_log))
1896                         add_iops_sample(td, io_u, bytes);
1897         } else if (ddir_sync(idx) && !td->o.disable_clat)
1898                 add_sync_clat_sample(&td->ts, llnsec);
1899
1900         if (td->ts.nr_block_infos && io_u->ddir == DDIR_TRIM) {
1901                 uint32_t *info = io_u_block_info(td, io_u);
1902                 if (BLOCK_INFO_STATE(*info) < BLOCK_STATE_TRIM_FAILURE) {
1903                         if (io_u->ddir == DDIR_TRIM) {
1904                                 *info = BLOCK_INFO(BLOCK_STATE_TRIMMED,
1905                                                 BLOCK_INFO_TRIMS(*info) + 1);
1906                         } else if (io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
1907                                 *info = BLOCK_INFO_SET_STATE(BLOCK_STATE_WRITTEN,
1908                                                                 *info);
1909                         }
1910                 }
1911         }
1912 }
1913
1914 static void file_log_write_comp(const struct thread_data *td, struct fio_file *f,
1915                                 uint64_t offset, unsigned int bytes)
1916 {
1917         int idx;
1918
1919         if (!f)
1920                 return;
1921
1922         if (f->first_write == -1ULL || offset < f->first_write)
1923                 f->first_write = offset;
1924         if (f->last_write == -1ULL || ((offset + bytes) > f->last_write))
1925                 f->last_write = offset + bytes;
1926
1927         if (!f->last_write_comp)
1928                 return;
1929
1930         idx = f->last_write_idx++;
1931         f->last_write_comp[idx] = offset;
1932         if (f->last_write_idx == td->o.iodepth)
1933                 f->last_write_idx = 0;
1934 }
1935
1936 static bool should_account(struct thread_data *td)
1937 {
1938         return ramp_time_over(td) && (td->runstate == TD_RUNNING ||
1939                                            td->runstate == TD_VERIFYING);
1940 }
1941
1942 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u **io_u_ptr,
1943                          struct io_completion_data *icd)
1944 {
1945         struct io_u *io_u = *io_u_ptr;
1946         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
1947         struct fio_file *f = io_u->file;
1948
1949         dprint_io_u(io_u, "complete");
1950
1951         assert(io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT);
1952         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT | IO_U_F_BUSY_OK);
1953
1954         /*
1955          * Mark IO ok to verify
1956          */
1957         if (io_u->ipo) {
1958                 /*
1959                  * Remove errored entry from the verification list
1960                  */
1961                 if (io_u->error)
1962                         unlog_io_piece(td, io_u);
1963                 else {
1964                         io_u->ipo->flags &= ~IP_F_IN_FLIGHT;
1965                         write_barrier();
1966                 }
1967         }
1968
1969         if (ddir_sync(ddir)) {
1970                 td->last_was_sync = true;
1971                 if (f) {
1972                         f->first_write = -1ULL;
1973                         f->last_write = -1ULL;
1974                 }
1975                 if (should_account(td))
1976                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, io_u->buflen);
1977                 return;
1978         }
1979
1980         td->last_was_sync = false;
1981         td->last_ddir = ddir;
1982
1983         if (!io_u->error && ddir_rw(ddir)) {
1984                 unsigned int bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
1985                 int ret;
1986
1987                 td->io_blocks[ddir]++;
1988                 td->io_bytes[ddir] += bytes;
1989
1990                 if (!(io_u->flags & IO_U_F_VER_LIST)) {
1991                         td->this_io_blocks[ddir]++;
1992                         td->this_io_bytes[ddir] += bytes;
1993                 }
1994
1995                 if (ddir == DDIR_WRITE)
1996                         file_log_write_comp(td, f, io_u->offset, bytes);
1997
1998                 if (should_account(td))
1999                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, bytes);
2000
2001                 icd->bytes_done[ddir] += bytes;
2002
2003                 if (io_u->end_io) {
2004                         ret = io_u->end_io(td, io_u_ptr);
2005                         io_u = *io_u_ptr;
2006                         if (ret && !icd->error)
2007                                 icd->error = ret;
2008                 }
2009         } else if (io_u->error) {
2010                 icd->error = io_u->error;
2011                 io_u_log_error(td, io_u);
2012         }
2013         if (icd->error) {
2014                 enum error_type_bit eb = td_error_type(ddir, icd->error);
2015
2016                 if (!td_non_fatal_error(td, eb, icd->error))
2017                         return;
2018
2019                 /*
2020                  * If there is a non_fatal error, then add to the error count
2021                  * and clear all the errors.
2022                  */
2023                 update_error_count(td, icd->error);
2024                 td_clear_error(td);
2025                 icd->error = 0;
2026                 if (io_u)
2027                         io_u->error = 0;
2028         }
2029 }
2030
2031 static void init_icd(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
2032                      int nr)
2033 {
2034         int ddir;
2035
2036         if (!gtod_reduce(td))
2037                 fio_gettime(&icd->time, NULL);
2038
2039         icd->nr = nr;
2040
2041         icd->error = 0;
2042         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2043                 icd->bytes_done[ddir] = 0;
2044 }
2045
2046 static void ios_completed(struct thread_data *td,
2047                           struct io_completion_data *icd)
2048 {
2049         struct io_u *io_u;
2050         int i;
2051
2052         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
2053                 io_u = td->io_ops->event(td, i);
2054
2055                 io_completed(td, &io_u, icd);
2056
2057                 if (io_u)
2058                         put_io_u(td, io_u);
2059         }
2060 }
2061
2062 /*
2063  * Complete a single io_u for the sync engines.
2064  */
2065 int io_u_sync_complete(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2066 {
2067         struct io_completion_data icd;
2068         int ddir;
2069
2070         init_icd(td, &icd, 1);
2071         io_completed(td, &io_u, &icd);
2072
2073         if (io_u)
2074                 put_io_u(td, io_u);
2075
2076         if (icd.error) {
2077                 td_verror(td, icd.error, "io_u_sync_complete");
2078                 return -1;
2079         }
2080
2081         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2082                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2083
2084         return 0;
2085 }
2086
2087 /*
2088  * Called to complete min_events number of io for the async engines.
2089  */
2090 int io_u_queued_complete(struct thread_data *td, int min_evts)
2091 {
2092         struct io_completion_data icd;
2093         struct timespec *tvp = NULL;
2094         int ret, ddir;
2095         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0, };
2096
2097         dprint(FD_IO, "io_u_queued_complete: min=%d\n", min_evts);
2098
2099         if (!min_evts)
2100                 tvp = &ts;
2101         else if (min_evts > td->cur_depth)
2102                 min_evts = td->cur_depth;
2103
2104         /* No worries, td_io_getevents fixes min and max if they are
2105          * set incorrectly */
2106         ret = td_io_getevents(td, min_evts, td->o.iodepth_batch_complete_max, tvp);
2107         if (ret < 0) {
2108                 td_verror(td, -ret, "td_io_getevents");
2109                 return ret;
2110         } else if (!ret)
2111                 return ret;
2112
2113         init_icd(td, &icd, ret);
2114         ios_completed(td, &icd);
2115         if (icd.error) {
2116                 td_verror(td, icd.error, "io_u_queued_complete");
2117                 return -1;
2118         }
2119
2120         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2121                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2122
2123         return ret;
2124 }
2125
2126 /*
2127  * Call when io_u is really queued, to update the submission latency.
2128  */
2129 void io_u_queued(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2130 {
2131         if (!td->o.disable_slat && ramp_time_over(td) && td->o.stats) {
2132                 unsigned long slat_time;
2133
2134                 slat_time = ntime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time);
2135
2136                 if (td->parent)
2137                         td = td->parent;
2138
2139                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, slat_time, io_u->xfer_buflen,
2140                                 io_u->offset);
2141         }
2142 }
2143
2144 /*
2145  * See if we should reuse the last seed, if dedupe is enabled
2146  */
2147 static struct frand_state *get_buf_state(struct thread_data *td)
2148 {
2149         unsigned int v;
2150
2151         if (!td->o.dedupe_percentage)
2152                 return &td->buf_state;
2153         else if (td->o.dedupe_percentage == 100) {
2154                 frand_copy(&td->buf_state_prev, &td->buf_state);
2155                 return &td->buf_state;
2156         }
2157
2158         v = rand32_between(&td->dedupe_state, 1, 100);
2159
2160         if (v <= td->o.dedupe_percentage)
2161                 return &td->buf_state_prev;
2162
2163         return &td->buf_state;
2164 }
2165
2166 static void save_buf_state(struct thread_data *td, struct frand_state *rs)
2167 {
2168         if (td->o.dedupe_percentage == 100)
2169                 frand_copy(rs, &td->buf_state_prev);
2170         else if (rs == &td->buf_state)
2171                 frand_copy(&td->buf_state_prev, rs);
2172 }
2173
2174 void fill_io_buffer(struct thread_data *td, void *buf, unsigned int min_write,
2175                     unsigned int max_bs)
2176 {
2177         struct thread_options *o = &td->o;
2178
2179         if (o->mem_type == MEM_CUDA_MALLOC)
2180                 return;
2181
2182         if (o->compress_percentage || o->dedupe_percentage) {
2183                 unsigned int perc = td->o.compress_percentage;
2184                 struct frand_state *rs;
2185                 unsigned int left = max_bs;
2186                 unsigned int this_write;
2187
2188                 do {
2189                         rs = get_buf_state(td);
2190
2191                         min_write = min(min_write, left);
2192
2193                         if (perc) {
2194                                 this_write = min_not_zero(min_write,
2195                                                         td->o.compress_chunk);
2196
2197                                 fill_random_buf_percentage(rs, buf, perc,
2198                                         this_write, this_write,
2199                                         o->buffer_pattern,
2200                                         o->buffer_pattern_bytes);
2201                         } else {
2202                                 fill_random_buf(rs, buf, min_write);
2203                                 this_write = min_write;
2204                         }
2205
2206                         buf += this_write;
2207                         left -= this_write;
2208                         save_buf_state(td, rs);
2209                 } while (left);
2210         } else if (o->buffer_pattern_bytes)
2211                 fill_buffer_pattern(td, buf, max_bs);
2212         else if (o->zero_buffers)
2213                 memset(buf, 0, max_bs);
2214         else
2215                 fill_random_buf(get_buf_state(td), buf, max_bs);
2216 }
2217
2218 /*
2219  * "randomly" fill the buffer contents
2220  */
2221 void io_u_fill_buffer(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
2222                       unsigned int min_write, unsigned int max_bs)
2223 {
2224         io_u->buf_filled_len = 0;
2225         fill_io_buffer(td, io_u->buf, min_write, max_bs);
2226 }
2227
2228 static int do_sync_file_range(const struct thread_data *td,
2229                               struct fio_file *f)
2230 {
2231         off64_t offset, nbytes;
2232
2233         offset = f->first_write;
2234         nbytes = f->last_write - f->first_write;
2235
2236         if (!nbytes)
2237                 return 0;
2238
2239         return sync_file_range(f->fd, offset, nbytes, td->o.sync_file_range);
2240 }
2241
2242 int do_io_u_sync(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2243 {
2244         int ret;
2245
2246         if (io_u->ddir == DDIR_SYNC) {
2247                 ret = fsync(io_u->file->fd);
2248         } else if (io_u->ddir == DDIR_DATASYNC) {
2249 #ifdef CONFIG_FDATASYNC
2250                 ret = fdatasync(io_u->file->fd);
2251 #else
2252                 ret = io_u->xfer_buflen;
2253                 io_u->error = EINVAL;
2254 #endif
2255         } else if (io_u->ddir == DDIR_SYNC_FILE_RANGE)
2256                 ret = do_sync_file_range(td, io_u->file);
2257         else {
2258                 ret = io_u->xfer_buflen;
2259                 io_u->error = EINVAL;
2260         }
2261
2262         if (ret < 0)
2263                 io_u->error = errno;
2264
2265         return ret;
2266 }
2267
2268 int do_io_u_trim(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2269 {
2270 #ifndef FIO_HAVE_TRIM
2271         io_u->error = EINVAL;
2272         return 0;
2273 #else
2274         struct fio_file *f = io_u->file;
2275         int ret;
2276
2277         ret = os_trim(f, io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
2278         if (!ret)
2279                 return io_u->xfer_buflen;
2280
2281         io_u->error = ret;
2282         return 0;
2283 #endif
2284 }