verify.c

   1 /*
   2  * IO verification helpers
   3  */
   4 #include <unistd.h>
   5 #include <fcntl.h>
   6 #include <string.h>
   7 #include <assert.h>
   8 #include <pthread.h>
   9 #include <libgen.h>
  10
  11 #include "fio.h"
  12 #include "verify.h"
  13 #include "trim.h"
  14 #include "lib/rand.h"
  15 #include "lib/hweight.h"
  16 #include "lib/pattern.h"
  17
  18 #include "crc/md5.h"
  19 #include "crc/crc64.h"
  20 #include "crc/crc32.h"
  21 #include "crc/crc32c.h"
  22 #include "crc/crc16.h"
  23 #include "crc/crc7.h"
  24 #include "crc/sha256.h"
  25 #include "crc/sha512.h"
  26 #include "crc/sha1.h"
  27 #include "crc/xxhash.h"
  28 #include "crc/sha3.h"
  29
  30 static void populate_hdr(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
  31                          struct verify_header *hdr, unsigned int header_num,
  32                          unsigned int header_len);
  33 static void __fill_hdr(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
  34                        struct verify_header *hdr, unsigned int header_num,
  35                        unsigned int header_len, uint64_t rand_seed);
  36
  37 void fill_buffer_pattern(struct thread_data *td, void *p, unsigned int len)
  38 {
  39         (void)cpy_pattern(td->o.buffer_pattern, td->o.buffer_pattern_bytes, p, len);
  40 }
  41
  42 static void __fill_buffer(struct thread_options *o, uint64_t seed, void *p,
  43                           unsigned int len)
  44 {
  45         __fill_random_buf_percentage(seed, p, o->compress_percentage, len, len, o->buffer_pattern, o->buffer_pattern_bytes);
  46 }
  47
  48 static uint64_t fill_buffer(struct thread_data *td, void *p,
  49                             unsigned int len)
  50 {
  51         struct frand_state *fs = &td->verify_state;
  52         struct thread_options *o = &td->o;
  53
  54         return fill_random_buf_percentage(fs, p, o->compress_percentage, len, len, o->buffer_pattern, o->buffer_pattern_bytes);
  55 }
  56
  57 void fill_verify_pattern(struct thread_data *td, void *p, unsigned int len,
  58                          struct io_u *io_u, uint64_t seed, int use_seed)
  59 {
  60         struct thread_options *o = &td->o;
  61
  62         if (!o->verify_pattern_bytes) {
  63                 dprint(FD_VERIFY, "fill random bytes len=%u\n", len);
  64
  65                 if (use_seed)
  66                         __fill_buffer(o, seed, p, len);
  67                 else
  68                         io_u->rand_seed = fill_buffer(td, p, len);
  69                 return;
  70         }
  71
  72         /* Skip if we were here and we do not need to patch pattern
  73          * with format */
  74         if (!td->o.verify_fmt_sz && io_u->buf_filled_len >= len) {
  75                 dprint(FD_VERIFY, "using already filled verify pattern b=%d len=%u\n",
  76                         o->verify_pattern_bytes, len);
  77                 return;
  78         }
  79
  80         (void)paste_format(td->o.verify_pattern, td->o.verify_pattern_bytes,
  81                            td->o.verify_fmt, td->o.verify_fmt_sz,
  82                            p, len, io_u);
  83         io_u->buf_filled_len = len;
  84 }
  85
  86 static unsigned int get_hdr_inc(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
  87 {
  88         unsigned int hdr_inc;
  89
  90         /*
  91          * If we use bs_unaligned, buflen can be larger than the verify
  92          * interval (which just defaults to the smallest blocksize possible).
  93          */
  94         hdr_inc = io_u->buflen;
  95         if (td->o.verify_interval && td->o.verify_interval <= io_u->buflen &&
  96             !td->o.bs_unaligned)
  97                 hdr_inc = td->o.verify_interval;
  98
  99         return hdr_inc;
 100 }
 101
 102 static void fill_pattern_headers(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 103                                  uint64_t seed, int use_seed)
 104 {
 105         unsigned int hdr_inc, header_num;
 106         struct verify_header *hdr;
 107         void *p = io_u->buf;
 108
 109         fill_verify_pattern(td, p, io_u->buflen, io_u, seed, use_seed);
 110
 111         hdr_inc = get_hdr_inc(td, io_u);
 112         header_num = 0;
 113         for (; p < io_u->buf + io_u->buflen; p += hdr_inc) {
 114                 hdr = p;
 115                 populate_hdr(td, io_u, hdr, header_num, hdr_inc);
 116                 header_num++;
 117         }
 118 }
 119
 120 static void memswp(void *buf1, void *buf2, unsigned int len)
 121 {
 122         char swap[200];
 123
 124         assert(len <= sizeof(swap));
 125
 126         memcpy(&swap, buf1, len);
 127         memcpy(buf1, buf2, len);
 128         memcpy(buf2, &swap, len);
 129 }
 130
 131 static void hexdump(void *buffer, int len)
 132 {
 133         unsigned char *p = buffer;
 134         int i;
 135
 136         for (i = 0; i < len; i++)
 137                 log_err("%02x", p[i]);
 138         log_err("\n");
 139 }
 140
 141 /*
 142  * Prepare for separation of verify_header and checksum header
 143  */
 144 static inline unsigned int __hdr_size(int verify_type)
 145 {
 146         unsigned int len = 0;
 147
 148         switch (verify_type) {
 149         case VERIFY_NONE:
 150         case VERIFY_HDR_ONLY:
 151         case VERIFY_NULL:
 152         case VERIFY_PATTERN:
 153                 len = 0;
 154                 break;
 155         case VERIFY_MD5:
 156                 len = sizeof(struct vhdr_md5);
 157                 break;
 158         case VERIFY_CRC64:
 159                 len = sizeof(struct vhdr_crc64);
 160                 break;
 161         case VERIFY_CRC32C:
 162         case VERIFY_CRC32:
 163         case VERIFY_CRC32C_INTEL:
 164                 len = sizeof(struct vhdr_crc32);
 165                 break;
 166         case VERIFY_CRC16:
 167                 len = sizeof(struct vhdr_crc16);
 168                 break;
 169         case VERIFY_CRC7:
 170                 len = sizeof(struct vhdr_crc7);
 171                 break;
 172         case VERIFY_SHA256:
 173                 len = sizeof(struct vhdr_sha256);
 174                 break;
 175         case VERIFY_SHA512:
 176                 len = sizeof(struct vhdr_sha512);
 177                 break;
 178         case VERIFY_SHA3_224:
 179                 len = sizeof(struct vhdr_sha3_224);
 180                 break;
 181         case VERIFY_SHA3_256:
 182                 len = sizeof(struct vhdr_sha3_256);
 183                 break;
 184         case VERIFY_SHA3_384:
 185                 len = sizeof(struct vhdr_sha3_384);
 186                 break;
 187         case VERIFY_SHA3_512:
 188                 len = sizeof(struct vhdr_sha3_512);
 189                 break;
 190         case VERIFY_XXHASH:
 191                 len = sizeof(struct vhdr_xxhash);
 192                 break;
 193         case VERIFY_SHA1:
 194                 len = sizeof(struct vhdr_sha1);
 195                 break;
 196         case VERIFY_PATTERN_NO_HDR:
 197                 return 0;
 198         default:
 199                 log_err("fio: unknown verify header!\n");
 200                 assert(0);
 201         }
 202
 203         return len + sizeof(struct verify_header);
 204 }
 205
 206 static inline unsigned int hdr_size(struct thread_data *td,
 207                                     struct verify_header *hdr)
 208 {
 209         if (td->o.verify == VERIFY_PATTERN_NO_HDR)
 210                 return 0;
 211
 212         return __hdr_size(hdr->verify_type);
 213 }
 214
 215 static void *hdr_priv(struct verify_header *hdr)
 216 {
 217         void *priv = hdr;
 218
 219         return priv + sizeof(struct verify_header);
 220 }
 221
 222 /*
 223  * Verify container, pass info to verify handlers and allow them to
 224  * pass info back in case of error
 225  */
 226 struct vcont {
 227         /*
 228          * Input
 229          */
 230         struct io_u *io_u;
 231         unsigned int hdr_num;
 232         struct thread_data *td;
 233
 234         /*
 235          * Output, only valid in case of error
 236          */
 237         const char *name;
 238         void *good_crc;
 239         void *bad_crc;
 240         unsigned int crc_len;
 241 };
 242
 243 #define DUMP_BUF_SZ     255
 244
 245 static void dump_buf(char *buf, unsigned int len, unsigned long long offset,
 246                      const char *type, struct fio_file *f)
 247 {
 248         char *ptr, *fname;
 249         char sep[2] = { FIO_OS_PATH_SEPARATOR, 0 };
 250         int ret, fd;
 251
 252         ptr = strdup(f->file_name);
 253
 254         if (asprintf(&fname, "%s%s%s.%llu.%s", aux_path ? : "",
 255                      aux_path ? sep : "", basename(ptr), offset, type) < 0) {
 256                 if (!fio_did_warn(FIO_WARN_VERIFY_BUF))
 257                         log_err("fio: not enough memory for dump buffer filename\n");
 258                 goto free_ptr;
 259         }
 260
 261         fd = open(fname, O_CREAT | O_TRUNC | O_WRONLY, 0644);
 262         if (fd < 0) {
 263                 perror("open verify buf file");
 264                 goto free_fname;
 265         }
 266
 267         while (len) {
 268                 ret = write(fd, buf, len);
 269                 if (!ret)
 270                         break;
 271                 else if (ret < 0) {
 272                         perror("write verify buf file");
 273                         break;
 274                 }
 275                 len -= ret;
 276                 buf += ret;
 277         }
 278
 279         close(fd);
 280         log_err("       %s data dumped as %s\n", type, fname);
 281
 282 free_fname:
 283         free(fname);
 284
 285 free_ptr:
 286         free(ptr);
 287 }
 288
 289 /*
 290  * Dump the contents of the read block and re-generate the correct data
 291  * and dump that too.
 292  */
 293 static void __dump_verify_buffers(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 294 {
 295         struct thread_data *td = vc->td;
 296         struct io_u *io_u = vc->io_u;
 297         unsigned long hdr_offset;
 298         struct io_u dummy;
 299         void *buf;
 300
 301         if (!td->o.verify_dump)
 302                 return;
 303
 304         /*
 305          * Dump the contents we just read off disk
 306          */
 307         hdr_offset = vc->hdr_num * hdr->len;
 308
 309         dump_buf(io_u->buf + hdr_offset, hdr->len, io_u->offset + hdr_offset,
 310                         "received", vc->io_u->file);
 311
 312         /*
 313          * Allocate a new buf and re-generate the original data
 314          */
 315         buf = malloc(io_u->buflen);
 316         dummy = *io_u;
 317         dummy.buf = buf;
 318         dummy.rand_seed = hdr->rand_seed;
 319         dummy.buf_filled_len = 0;
 320         dummy.buflen = io_u->buflen;
 321
 322         fill_pattern_headers(td, &dummy, hdr->rand_seed, 1);
 323
 324         dump_buf(buf + hdr_offset, hdr->len, io_u->offset + hdr_offset,
 325                         "expected", vc->io_u->file);
 326         free(buf);
 327 }
 328
 329 static void dump_verify_buffers(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 330 {
 331         struct thread_data *td = vc->td;
 332         struct verify_header shdr;
 333
 334         if (td->o.verify == VERIFY_PATTERN_NO_HDR) {
 335                 __fill_hdr(td, vc->io_u, &shdr, 0, vc->io_u->buflen, 0);
 336                 hdr = &shdr;
 337         }
 338
 339         __dump_verify_buffers(hdr, vc);
 340 }
 341
 342 static void log_verify_failure(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 343 {
 344         unsigned long long offset;
 345
 346         offset = vc->io_u->offset;
 347         offset += vc->hdr_num * hdr->len;
 348         log_err("%.8s: verify failed at file %s offset %llu, length %u"
 349                         " (requested block: offset=%llu, length=%llu)\n",
 350                         vc->name, vc->io_u->file->file_name, offset, hdr->len,
 351                         vc->io_u->offset, vc->io_u->buflen);
 352
 353         if (vc->good_crc && vc->bad_crc) {
 354                 log_err("       Expected CRC: ");
 355                 hexdump(vc->good_crc, vc->crc_len);
 356                 log_err("       Received CRC: ");
 357                 hexdump(vc->bad_crc, vc->crc_len);
 358         }
 359
 360         dump_verify_buffers(hdr, vc);
 361 }
 362
 363 /*
 364  * Return data area 'header_num'
 365  */
 366 static inline void *io_u_verify_off(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 367 {
 368         return vc->io_u->buf + vc->hdr_num * hdr->len + hdr_size(vc->td, hdr);
 369 }
 370
 371 static int verify_io_u_pattern(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 372 {
 373         struct thread_data *td = vc->td;
 374         struct io_u *io_u = vc->io_u;
 375         char *buf, *pattern;
 376         unsigned int header_size = __hdr_size(td->o.verify);
 377         unsigned int len, mod, i, pattern_size;
 378         int rc;
 379
 380         pattern = td->o.verify_pattern;
 381         pattern_size = td->o.verify_pattern_bytes;
 382         assert(pattern_size != 0);
 383
 384         (void)paste_format_inplace(pattern, pattern_size,
 385                                    td->o.verify_fmt, td->o.verify_fmt_sz, io_u);
 386
 387         buf = (char *) hdr + header_size;
 388         len = get_hdr_inc(td, io_u) - header_size;
 389         mod = (get_hdr_inc(td, io_u) * vc->hdr_num + header_size) % pattern_size;
 390
 391         rc = cmp_pattern(pattern, pattern_size, mod, buf, len);
 392         if (!rc)
 393                 return 0;
 394
 395         /* Slow path, compare each byte */
 396         for (i = 0; i < len; i++) {
 397                 if (buf[i] != pattern[mod]) {
 398                         unsigned int bits;
 399
 400                         bits = hweight8(buf[i] ^ pattern[mod]);
 401                         log_err("fio: got pattern '%02x', wanted '%02x'. Bad bits %d\n",
 402                                 (unsigned char)buf[i],
 403                                 (unsigned char)pattern[mod],
 404                                 bits);
 405                         log_err("fio: bad pattern block offset %u\n", i);
 406                         vc->name = "pattern";
 407                         log_verify_failure(hdr, vc);
 408                         return EILSEQ;
 409                 }
 410                 mod++;
 411                 if (mod == td->o.verify_pattern_bytes)
 412                         mod = 0;
 413         }
 414
 415         /* Unreachable line */
 416         assert(0);
 417         return EILSEQ;
 418 }
 419
 420 static int verify_io_u_xxhash(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 421 {
 422         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 423         struct vhdr_xxhash *vh = hdr_priv(hdr);
 424         uint32_t hash;
 425         void *state;
 426
 427         dprint(FD_VERIFY, "xxhash verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 428
 429         state = XXH32_init(1);
 430         XXH32_update(state, p, hdr->len - hdr_size(vc->td, hdr));
 431         hash = XXH32_digest(state);
 432
 433         if (vh->hash == hash)
 434                 return 0;
 435
 436         vc->name = "xxhash";
 437         vc->good_crc = &vh->hash;
 438         vc->bad_crc = &hash;
 439         vc->crc_len = sizeof(hash);
 440         log_verify_failure(hdr, vc);
 441         return EILSEQ;
 442 }
 443
 444 static int verify_io_u_sha3(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc,
 445                             struct fio_sha3_ctx *sha3_ctx, uint8_t *sha,
 446                             unsigned int sha_size, const char *name)
 447 {
 448         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 449
 450         dprint(FD_VERIFY, "%s verify io_u %p, len %u\n", name, vc->io_u, hdr->len);
 451
 452         fio_sha3_update(sha3_ctx, p, hdr->len - hdr_size(vc->td, hdr));
 453         fio_sha3_final(sha3_ctx);
 454
 455         if (!memcmp(sha, sha3_ctx->sha, sha_size))
 456                 return 0;
 457
 458         vc->name = name;
 459         vc->good_crc = sha;
 460         vc->bad_crc = sha3_ctx->sha;
 461         vc->crc_len = sha_size;
 462         log_verify_failure(hdr, vc);
 463         return EILSEQ;
 464 }
 465
 466 static int verify_io_u_sha3_224(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 467 {
 468         struct vhdr_sha3_224 *vh = hdr_priv(hdr);
 469         uint8_t sha[SHA3_224_DIGEST_SIZE];
 470         struct fio_sha3_ctx sha3_ctx = {
 471                 .sha = sha,
 472         };
 473
 474         fio_sha3_224_init(&sha3_ctx);
 475
 476         return verify_io_u_sha3(hdr, vc, &sha3_ctx, vh->sha,
 477                                 SHA3_224_DIGEST_SIZE, "sha3-224");
 478 }
 479
 480 static int verify_io_u_sha3_256(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 481 {
 482         struct vhdr_sha3_256 *vh = hdr_priv(hdr);
 483         uint8_t sha[SHA3_256_DIGEST_SIZE];
 484         struct fio_sha3_ctx sha3_ctx = {
 485                 .sha = sha,
 486         };
 487
 488         fio_sha3_256_init(&sha3_ctx);
 489
 490         return verify_io_u_sha3(hdr, vc, &sha3_ctx, vh->sha,
 491                                 SHA3_256_DIGEST_SIZE, "sha3-256");
 492 }
 493
 494 static int verify_io_u_sha3_384(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 495 {
 496         struct vhdr_sha3_384 *vh = hdr_priv(hdr);
 497         uint8_t sha[SHA3_384_DIGEST_SIZE];
 498         struct fio_sha3_ctx sha3_ctx = {
 499                 .sha = sha,
 500         };
 501
 502         fio_sha3_384_init(&sha3_ctx);
 503
 504         return verify_io_u_sha3(hdr, vc, &sha3_ctx, vh->sha,
 505                                 SHA3_384_DIGEST_SIZE, "sha3-384");
 506 }
 507
 508 static int verify_io_u_sha3_512(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 509 {
 510         struct vhdr_sha3_512 *vh = hdr_priv(hdr);
 511         uint8_t sha[SHA3_512_DIGEST_SIZE];
 512         struct fio_sha3_ctx sha3_ctx = {
 513                 .sha = sha,
 514         };
 515
 516         fio_sha3_512_init(&sha3_ctx);
 517
 518         return verify_io_u_sha3(hdr, vc, &sha3_ctx, vh->sha,
 519                                 SHA3_512_DIGEST_SIZE, "sha3-512");
 520 }
 521
 522 static int verify_io_u_sha512(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 523 {
 524         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 525         struct vhdr_sha512 *vh = hdr_priv(hdr);
 526         uint8_t sha512[128];
 527         struct fio_sha512_ctx sha512_ctx = {
 528                 .buf = sha512,
 529         };
 530
 531         dprint(FD_VERIFY, "sha512 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 532
 533         fio_sha512_init(&sha512_ctx);
 534         fio_sha512_update(&sha512_ctx, p, hdr->len - hdr_size(vc->td, hdr));
 535
 536         if (!memcmp(vh->sha512, sha512_ctx.buf, sizeof(sha512)))
 537                 return 0;
 538
 539         vc->name = "sha512";
 540         vc->good_crc = vh->sha512;
 541         vc->bad_crc = sha512_ctx.buf;
 542         vc->crc_len = sizeof(vh->sha512);
 543         log_verify_failure(hdr, vc);
 544         return EILSEQ;
 545 }
 546
 547 static int verify_io_u_sha256(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 548 {
 549         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 550         struct vhdr_sha256 *vh = hdr_priv(hdr);
 551         uint8_t sha256[64];
 552         struct fio_sha256_ctx sha256_ctx = {
 553                 .buf = sha256,
 554         };
 555
 556         dprint(FD_VERIFY, "sha256 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 557
 558         fio_sha256_init(&sha256_ctx);
 559         fio_sha256_update(&sha256_ctx, p, hdr->len - hdr_size(vc->td, hdr));
 560         fio_sha256_final(&sha256_ctx);
 561
 562         if (!memcmp(vh->sha256, sha256_ctx.buf, sizeof(sha256)))
 563                 return 0;
 564
 565         vc->name = "sha256";
 566         vc->good_crc = vh->sha256;
 567         vc->bad_crc = sha256_ctx.buf;
 568         vc->crc_len = sizeof(vh->sha256);
 569         log_verify_failure(hdr, vc);
 570         return EILSEQ;
 571 }
 572
 573 static int verify_io_u_sha1(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 574 {
 575         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 576         struct vhdr_sha1 *vh = hdr_priv(hdr);
 577         uint32_t sha1[5];
 578         struct fio_sha1_ctx sha1_ctx = {
 579                 .H = sha1,
 580         };
 581
 582         dprint(FD_VERIFY, "sha1 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 583
 584         fio_sha1_init(&sha1_ctx);
 585         fio_sha1_update(&sha1_ctx, p, hdr->len - hdr_size(vc->td, hdr));
 586         fio_sha1_final(&sha1_ctx);
 587
 588         if (!memcmp(vh->sha1, sha1_ctx.H, sizeof(sha1)))
 589                 return 0;
 590
 591         vc->name = "sha1";
 592         vc->good_crc = vh->sha1;
 593         vc->bad_crc = sha1_ctx.H;
 594         vc->crc_len = sizeof(vh->sha1);
 595         log_verify_failure(hdr, vc);
 596         return EILSEQ;
 597 }
 598
 599 static int verify_io_u_crc7(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 600 {
 601         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 602         struct vhdr_crc7 *vh = hdr_priv(hdr);
 603         unsigned char c;
 604
 605         dprint(FD_VERIFY, "crc7 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 606
 607         c = fio_crc7(p, hdr->len - hdr_size(vc->td, hdr));
 608
 609         if (c == vh->crc7)
 610                 return 0;
 611
 612         vc->name = "crc7";
 613         vc->good_crc = &vh->crc7;
 614         vc->bad_crc = &c;
 615         vc->crc_len = 1;
 616         log_verify_failure(hdr, vc);
 617         return EILSEQ;
 618 }
 619
 620 static int verify_io_u_crc16(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 621 {
 622         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 623         struct vhdr_crc16 *vh = hdr_priv(hdr);
 624         unsigned short c;
 625
 626         dprint(FD_VERIFY, "crc16 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 627
 628         c = fio_crc16(p, hdr->len - hdr_size(vc->td, hdr));
 629
 630         if (c == vh->crc16)
 631                 return 0;
 632
 633         vc->name = "crc16";
 634         vc->good_crc = &vh->crc16;
 635         vc->bad_crc = &c;
 636         vc->crc_len = 2;
 637         log_verify_failure(hdr, vc);
 638         return EILSEQ;
 639 }
 640
 641 static int verify_io_u_crc64(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 642 {
 643         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 644         struct vhdr_crc64 *vh = hdr_priv(hdr);
 645         unsigned long long c;
 646
 647         dprint(FD_VERIFY, "crc64 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 648
 649         c = fio_crc64(p, hdr->len - hdr_size(vc->td, hdr));
 650
 651         if (c == vh->crc64)
 652                 return 0;
 653
 654         vc->name = "crc64";
 655         vc->good_crc = &vh->crc64;
 656         vc->bad_crc = &c;
 657         vc->crc_len = 8;
 658         log_verify_failure(hdr, vc);
 659         return EILSEQ;
 660 }
 661
 662 static int verify_io_u_crc32(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 663 {
 664         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 665         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
 666         uint32_t c;
 667
 668         dprint(FD_VERIFY, "crc32 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 669
 670         c = fio_crc32(p, hdr->len - hdr_size(vc->td, hdr));
 671
 672         if (c == vh->crc32)
 673                 return 0;
 674
 675         vc->name = "crc32";
 676         vc->good_crc = &vh->crc32;
 677         vc->bad_crc = &c;
 678         vc->crc_len = 4;
 679         log_verify_failure(hdr, vc);
 680         return EILSEQ;
 681 }
 682
 683 static int verify_io_u_crc32c(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 684 {
 685         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 686         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
 687         uint32_t c;
 688
 689         dprint(FD_VERIFY, "crc32c verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 690
 691         c = fio_crc32c(p, hdr->len - hdr_size(vc->td, hdr));
 692
 693         if (c == vh->crc32)
 694                 return 0;
 695
 696         vc->name = "crc32c";
 697         vc->good_crc = &vh->crc32;
 698         vc->bad_crc = &c;
 699         vc->crc_len = 4;
 700         log_verify_failure(hdr, vc);
 701         return EILSEQ;
 702 }
 703
 704 static int verify_io_u_md5(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 705 {
 706         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 707         struct vhdr_md5 *vh = hdr_priv(hdr);
 708         uint32_t hash[MD5_HASH_WORDS];
 709         struct fio_md5_ctx md5_ctx = {
 710                 .hash = hash,
 711         };
 712
 713         dprint(FD_VERIFY, "md5 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 714
 715         fio_md5_init(&md5_ctx);
 716         fio_md5_update(&md5_ctx, p, hdr->len - hdr_size(vc->td, hdr));
 717         fio_md5_final(&md5_ctx);
 718
 719         if (!memcmp(vh->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(hash)))
 720                 return 0;
 721
 722         vc->name = "md5";
 723         vc->good_crc = vh->md5_digest;
 724         vc->bad_crc = md5_ctx.hash;
 725         vc->crc_len = sizeof(hash);
 726         log_verify_failure(hdr, vc);
 727         return EILSEQ;
 728 }
 729
 730 /*
 731  * Push IO verification to a separate thread
 732  */
 733 int verify_io_u_async(struct thread_data *td, struct io_u **io_u_ptr)
 734 {
 735         struct io_u *io_u = *io_u_ptr;
 736
 737         pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
 738
 739         if (io_u->file)
 740                 put_file_log(td, io_u->file);
 741
 742         if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 743                 td->cur_depth--;
 744                 io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_IN_CUR_DEPTH);
 745         }
 746         flist_add_tail(&io_u->verify_list, &td->verify_list);
 747         *io_u_ptr = NULL;
 748
 749         pthread_cond_signal(&td->verify_cond);
 750         pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
 751         return 0;
 752 }
 753
 754 /*
 755  * Thanks Rusty, for spending the time so I don't have to.
 756  *
 757  * http://rusty.ozlabs.org/?p=560
 758  */
 759 static int mem_is_zero(const void *data, size_t length)
 760 {
 761         const unsigned char *p = data;
 762         size_t len;
 763
 764         /* Check first 16 bytes manually */
 765         for (len = 0; len < 16; len++) {
 766                 if (!length)
 767                         return 1;
 768                 if (*p)
 769                         return 0;
 770                 p++;
 771                 length--;
 772         }
 773
 774         /* Now we know that's zero, memcmp with self. */
 775         return memcmp(data, p, length) == 0;
 776 }
 777
 778 static int mem_is_zero_slow(const void *data, size_t length, size_t *offset)
 779 {
 780         const unsigned char *p = data;
 781
 782         *offset = 0;
 783         while (length) {
 784                 if (*p)
 785                         break;
 786                 (*offset)++;
 787                 length--;
 788                 p++;
 789         }
 790
 791         return !length;
 792 }
 793
 794 static int verify_trimmed_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 795 {
 796         size_t offset;
 797
 798         if (!td->o.trim_zero)
 799                 return 0;
 800
 801         if (mem_is_zero(io_u->buf, io_u->buflen))
 802                 return 0;
 803
 804         mem_is_zero_slow(io_u->buf, io_u->buflen, &offset);
 805
 806         log_err("trim: verify failed at file %s offset %llu, length %llu"
 807                 ", block offset %lu\n",
 808                         io_u->file->file_name, io_u->offset, io_u->buflen,
 809                         (unsigned long) offset);
 810         return EILSEQ;
 811 }
 812
 813 static int verify_header(struct io_u *io_u, struct thread_data *td,
 814                          struct verify_header *hdr, unsigned int hdr_num,
 815                          unsigned int hdr_len)
 816 {
 817         void *p = hdr;
 818         uint32_t crc;
 819
 820         if (hdr->magic != FIO_HDR_MAGIC) {
 821                 log_err("verify: bad magic header %x, wanted %x",
 822                         hdr->magic, FIO_HDR_MAGIC);
 823                 goto err;
 824         }
 825         if (hdr->len != hdr_len) {
 826                 log_err("verify: bad header length %u, wanted %u",
 827                         hdr->len, hdr_len);
 828                 goto err;
 829         }
 830         if (hdr->rand_seed != io_u->rand_seed) {
 831                 log_err("verify: bad header rand_seed %"PRIu64
 832                         ", wanted %"PRIu64,
 833                         hdr->rand_seed, io_u->rand_seed);
 834                 goto err;
 835         }
 836         if (hdr->offset != io_u->offset + hdr_num * td->o.verify_interval) {
 837                 log_err("verify: bad header offset %"PRIu64
 838                         ", wanted %llu",
 839                         hdr->offset, io_u->offset);
 840                 goto err;
 841         }
 842
 843         /*
 844          * For read-only workloads, the program cannot be certain of the
 845          * last numberio written to a block. Checking of numberio will be
 846          * done only for workloads that write data.  For verify_only,
 847          * numberio will be checked in the last iteration when the correct
 848          * state of numberio, that would have been written to each block
 849          * in a previous run of fio, has been reached.
 850          */
 851         if (td_write(td) && (td_min_bs(td) == td_max_bs(td)) &&
 852             !td->o.time_based)
 853                 if (!td->o.verify_only || td->o.loops == 0)
 854                         if (hdr->numberio != io_u->numberio) {
 855                                 log_err("verify: bad header numberio %"PRIu16
 856                                         ", wanted %"PRIu16,
 857                                         hdr->numberio, io_u->numberio);
 858                                 goto err;
 859                         }
 860
 861         crc = fio_crc32c(p, offsetof(struct verify_header, crc32));
 862         if (crc != hdr->crc32) {
 863                 log_err("verify: bad header crc %x, calculated %x",
 864                         hdr->crc32, crc);
 865                 goto err;
 866         }
 867         return 0;
 868
 869 err:
 870         log_err(" at file %s offset %llu, length %u"
 871                 " (requested block: offset=%llu, length=%llu)\n",
 872                 io_u->file->file_name,
 873                 io_u->offset + hdr_num * hdr_len, hdr_len,
 874                 io_u->offset, io_u->buflen);
 875
 876         if (td->o.verify_dump)
 877                 dump_buf(p, hdr_len, io_u->offset + hdr_num * hdr_len,
 878                                 "hdr_fail", io_u->file);
 879
 880         return EILSEQ;
 881 }
 882
 883 int verify_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u_ptr)
 884 {
 885         struct verify_header *hdr;
 886         struct io_u *io_u = *io_u_ptr;
 887         unsigned int header_size, hdr_inc, hdr_num = 0;
 888         void *p;
 889         int ret;
 890
 891         if (td->o.verify == VERIFY_NULL || io_u->ddir != DDIR_READ)
 892                 return 0;
 893         /*
 894          * If the IO engine is faking IO (like null), then just pretend
 895          * we verified everything.
 896          */
 897         if (td_ioengine_flagged(td, FIO_FAKEIO))
 898                 return 0;
 899
 900         if (io_u->flags & IO_U_F_TRIMMED) {
 901                 ret = verify_trimmed_io_u(td, io_u);
 902                 goto done;
 903         }
 904
 905         hdr_inc = get_hdr_inc(td, io_u);
 906
 907         ret = 0;
 908         for (p = io_u->buf; p < io_u->buf + io_u->buflen;
 909              p += hdr_inc, hdr_num++) {
 910                 struct vcont vc = {
 911                         .io_u           = io_u,
 912                         .hdr_num        = hdr_num,
 913                         .td             = td,
 914                 };
 915                 unsigned int verify_type;
 916
 917                 if (ret && td->o.verify_fatal)
 918                         break;
 919
 920                 header_size = __hdr_size(td->o.verify);
 921                 if (td->o.verify_offset)
 922                         memswp(p, p + td->o.verify_offset, header_size);
 923                 hdr = p;
 924
 925                 /*
 926                  * Make rand_seed check pass when have verify_backlog.
 927                  */
 928                 if (!td_rw(td) || (td->flags & TD_F_VER_BACKLOG))
 929                         io_u->rand_seed = hdr->rand_seed;
 930
 931                 if (td->o.verify != VERIFY_PATTERN_NO_HDR) {
 932                         ret = verify_header(io_u, td, hdr, hdr_num, hdr_inc);
 933                         if (ret)
 934                                 return ret;
 935                 }
 936
 937                 if (td->o.verify != VERIFY_NONE)
 938                         verify_type = td->o.verify;
 939                 else
 940                         verify_type = hdr->verify_type;
 941
 942                 switch (verify_type) {
 943                 case VERIFY_HDR_ONLY:
 944                         /* Header is always verified, check if pattern is left
 945                          * for verification. */
 946                         if (td->o.verify_pattern_bytes)
 947                                 ret = verify_io_u_pattern(hdr, &vc);
 948                         break;
 949                 case VERIFY_MD5:
 950                         ret = verify_io_u_md5(hdr, &vc);
 951                         break;
 952                 case VERIFY_CRC64:
 953                         ret = verify_io_u_crc64(hdr, &vc);
 954                         break;
 955                 case VERIFY_CRC32C:
 956                 case VERIFY_CRC32C_INTEL:
 957                         ret = verify_io_u_crc32c(hdr, &vc);
 958                         break;
 959                 case VERIFY_CRC32:
 960                         ret = verify_io_u_crc32(hdr, &vc);
 961                         break;
 962                 case VERIFY_CRC16:
 963                         ret = verify_io_u_crc16(hdr, &vc);
 964                         break;
 965                 case VERIFY_CRC7:
 966                         ret = verify_io_u_crc7(hdr, &vc);
 967                         break;
 968                 case VERIFY_SHA256:
 969                         ret = verify_io_u_sha256(hdr, &vc);
 970                         break;
 971                 case VERIFY_SHA512:
 972                         ret = verify_io_u_sha512(hdr, &vc);
 973                         break;
 974                 case VERIFY_SHA3_224:
 975                         ret = verify_io_u_sha3_224(hdr, &vc);
 976                         break;
 977                 case VERIFY_SHA3_256:
 978                         ret = verify_io_u_sha3_256(hdr, &vc);
 979                         break;
 980                 case VERIFY_SHA3_384:
 981                         ret = verify_io_u_sha3_384(hdr, &vc);
 982                         break;
 983                 case VERIFY_SHA3_512:
 984                         ret = verify_io_u_sha3_512(hdr, &vc);
 985                         break;
 986                 case VERIFY_XXHASH:
 987                         ret = verify_io_u_xxhash(hdr, &vc);
 988                         break;
 989                 case VERIFY_SHA1:
 990                         ret = verify_io_u_sha1(hdr, &vc);
 991                         break;
 992                 case VERIFY_PATTERN:
 993                 case VERIFY_PATTERN_NO_HDR:
 994                         ret = verify_io_u_pattern(hdr, &vc);
 995                         break;
 996                 default:
 997                         log_err("Bad verify type %u\n", hdr->verify_type);
 998                         ret = EINVAL;
 999                 }
1000
1001                 if (ret && verify_type != hdr->verify_type)
1002                         log_err("fio: verify type mismatch (%u media, %u given)\n",
1003                                         hdr->verify_type, verify_type);
1004         }
1005
1006 done:
1007         if (ret && td->o.verify_fatal)
1008                 fio_mark_td_terminate(td);
1009
1010         return ret;
1011 }
1012
1013 static void fill_xxhash(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
1014 {
1015         struct vhdr_xxhash *vh = hdr_priv(hdr);
1016         void *state;
1017
1018         state = XXH32_init(1);
1019         XXH32_update(state, p, len);
1020         vh->hash = XXH32_digest(state);
1021 }
1022
1023 static void fill_sha3(struct fio_sha3_ctx *sha3_ctx, void *p, unsigned int len)
1024 {
1025         fio_sha3_update(sha3_ctx, p, len);
1026         fio_sha3_final(sha3_ctx);
1027 }
1028
1029 static void fill_sha3_224(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
1030 {
1031         struct vhdr_sha3_224 *vh = hdr_priv(hdr);
1032         struct fio_sha3_ctx sha3_ctx = {
1033                 .sha = vh->sha,
1034         };
1035
1036         fio_sha3_224_init(&sha3_ctx);
1037         fill_sha3(&sha3_ctx, p, len);
1038 }
1039
1040 static void fill_sha3_256(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
1041 {
1042         struct vhdr_sha3_256 *vh = hdr_priv(hdr);
1043         struct fio_sha3_ctx sha3_ctx = {
1044                 .sha = vh->sha,
1045         };
1046
1047         fio_sha3_256_init(&sha3_ctx);
1048         fill_sha3(&sha3_ctx, p, len);
1049 }
1050
1051 static void fill_sha3_384(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
1052 {
1053         struct vhdr_sha3_384 *vh = hdr_priv(hdr);
1054         struct fio_sha3_ctx sha3_ctx = {
1055                 .sha = vh->sha,
1056         };
1057
1058         fio_sha3_384_init(&sha3_ctx);
1059         fill_sha3(&sha3_ctx, p, len);
1060 }
1061
1062 static void fill_sha3_512(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
1063 {
1064         struct vhdr_sha3_512 *vh = hdr_priv(hdr);
1065         struct fio_sha3_ctx sha3_ctx = {
1066                 .sha = vh->sha,
1067         };
1068
1069         fio_sha3_512_init(&sha3_ctx);
1070         fill_sha3(&sha3_ctx, p, len);
1071 }
1072
1073 static void fill_sha512(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
1074 {
1075         struct vhdr_sha512 *vh = hdr_priv(hdr);
1076         struct fio_sha512_ctx sha512_ctx = {
1077                 .buf = vh->sha512,
1078         };
1079
1080         fio_sha512_init(&sha512_ctx);
1081         fio_sha512_update(&sha512_ctx, p, len);
1082 }
1083
1084 static void fill_sha256(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
1085 {
1086         struct vhdr_sha256 *vh = hdr_priv(hdr);
1087         struct fio_sha256_ctx sha256_ctx = {
1088                 .buf = vh->sha256,
1089         };
1090
1091         fio_sha256_init(&sha256_ctx);
1092         fio_sha256_update(&sha256_ctx, p, len);
1093         fio_sha256_final(&sha256_ctx);
1094 }
1095
1096 static void fill_sha1(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
1097 {
1098         struct vhdr_sha1 *vh = hdr_priv(hdr);
1099         struct fio_sha1_ctx sha1_ctx = {
1100                 .H = vh->sha1,
1101         };
1102
1103         fio_sha1_init(&sha1_ctx);
1104         fio_sha1_update(&sha1_ctx, p, len);
1105         fio_sha1_final(&sha1_ctx);
1106 }
1107
1108 static void fill_crc7(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
1109 {
1110         struct vhdr_crc7 *vh = hdr_priv(hdr);
1111
1112         vh->crc7 = fio_crc7(p, len);
1113 }
1114
1115 static void fill_crc16(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
1116 {
1117         struct vhdr_crc16 *vh = hdr_priv(hdr);
1118
1119         vh->crc16 = fio_crc16(p, len);
1120 }
1121
1122 static void fill_crc32(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
1123 {
1124         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
1125
1126         vh->crc32 = fio_crc32(p, len);
1127 }
1128
1129 static void fill_crc32c(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
1130 {
1131         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
1132
1133         vh->crc32 = fio_crc32c(p, len);
1134 }
1135
1136 static void fill_crc64(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
1137 {
1138         struct vhdr_crc64 *vh = hdr_priv(hdr);
1139
1140         vh->crc64 = fio_crc64(p, len);
1141 }
1142
1143 static void fill_md5(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
1144 {
1145         struct vhdr_md5 *vh = hdr_priv(hdr);
1146         struct fio_md5_ctx md5_ctx = {
1147                 .hash = (uint32_t *) vh->md5_digest,
1148         };
1149
1150         fio_md5_init(&md5_ctx);
1151         fio_md5_update(&md5_ctx, p, len);
1152         fio_md5_final(&md5_ctx);
1153 }
1154
1155 static void __fill_hdr(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1156                        struct verify_header *hdr, unsigned int header_num,
1157                        unsigned int header_len, uint64_t rand_seed)
1158 {
1159         void *p = hdr;
1160
1161         hdr->magic = FIO_HDR_MAGIC;
1162         hdr->verify_type = td->o.verify;
1163         hdr->len = header_len;
1164         hdr->rand_seed = rand_seed;
1165         hdr->offset = io_u->offset + header_num * td->o.verify_interval;
1166         hdr->time_sec = io_u->start_time.tv_sec;
1167         hdr->time_nsec = io_u->start_time.tv_nsec;
1168         hdr->thread = td->thread_number;
1169         hdr->numberio = io_u->numberio;
1170         hdr->crc32 = fio_crc32c(p, offsetof(struct verify_header, crc32));
1171 }
1172
1173
1174 static void fill_hdr(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1175                      struct verify_header *hdr, unsigned int header_num,
1176                      unsigned int header_len, uint64_t rand_seed)
1177 {
1178         if (td->o.verify != VERIFY_PATTERN_NO_HDR)
1179                 __fill_hdr(td, io_u, hdr, header_num, header_len, rand_seed);
1180 }
1181
1182 static void populate_hdr(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1183                          struct verify_header *hdr, unsigned int header_num,
1184                          unsigned int header_len)
1185 {
1186         unsigned int data_len;
1187         void *data;
1188         char *p;
1189
1190         p = (char *) hdr;
1191
1192         fill_hdr(td, io_u, hdr, header_num, header_len, io_u->rand_seed);
1193
1194         data_len = header_len - hdr_size(td, hdr);
1195
1196         data = p + hdr_size(td, hdr);
1197         switch (td->o.verify) {
1198         case VERIFY_MD5:
1199                 dprint(FD_VERIFY, "fill md5 io_u %p, len %u\n",
1200                                                 io_u, hdr->len);
1201                 fill_md5(hdr, data, data_len);
1202                 break;
1203         case VERIFY_CRC64:
1204                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc64 io_u %p, len %u\n",
1205                                                 io_u, hdr->len);
1206                 fill_crc64(hdr, data, data_len);
1207                 break;
1208         case VERIFY_CRC32C:
1209         case VERIFY_CRC32C_INTEL:
1210                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc32c io_u %p, len %u\n",
1211                                                 io_u, hdr->len);
1212                 fill_crc32c(hdr, data, data_len);
1213                 break;
1214         case VERIFY_CRC32:
1215                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc32 io_u %p, len %u\n",
1216                                                 io_u, hdr->len);
1217                 fill_crc32(hdr, data, data_len);
1218                 break;
1219         case VERIFY_CRC16:
1220                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc16 io_u %p, len %u\n",
1221                                                 io_u, hdr->len);
1222                 fill_crc16(hdr, data, data_len);
1223                 break;
1224         case VERIFY_CRC7:
1225                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc7 io_u %p, len %u\n",
1226                                                 io_u, hdr->len);
1227                 fill_crc7(hdr, data, data_len);
1228                 break;
1229         case VERIFY_SHA256:
1230                 dprint(FD_VERIFY, "fill sha256 io_u %p, len %u\n",
1231                                                 io_u, hdr->len);
1232                 fill_sha256(hdr, data, data_len);
1233                 break;
1234         case VERIFY_SHA512:
1235                 dprint(FD_VERIFY, "fill sha512 io_u %p, len %u\n",
1236                                                 io_u, hdr->len);
1237                 fill_sha512(hdr, data, data_len);
1238                 break;
1239         case VERIFY_SHA3_224:
1240                 dprint(FD_VERIFY, "fill sha3-224 io_u %p, len %u\n",
1241                                                 io_u, hdr->len);
1242                 fill_sha3_224(hdr, data, data_len);
1243                 break;
1244         case VERIFY_SHA3_256:
1245                 dprint(FD_VERIFY, "fill sha3-256 io_u %p, len %u\n",
1246                                                 io_u, hdr->len);
1247                 fill_sha3_256(hdr, data, data_len);
1248                 break;
1249         case VERIFY_SHA3_384:
1250                 dprint(FD_VERIFY, "fill sha3-384 io_u %p, len %u\n",
1251                                                 io_u, hdr->len);
1252                 fill_sha3_384(hdr, data, data_len);
1253                 break;
1254         case VERIFY_SHA3_512:
1255                 dprint(FD_VERIFY, "fill sha3-512 io_u %p, len %u\n",
1256                                                 io_u, hdr->len);
1257                 fill_sha3_512(hdr, data, data_len);
1258                 break;
1259         case VERIFY_XXHASH:
1260                 dprint(FD_VERIFY, "fill xxhash io_u %p, len %u\n",
1261                                                 io_u, hdr->len);
1262                 fill_xxhash(hdr, data, data_len);
1263                 break;
1264         case VERIFY_SHA1:
1265                 dprint(FD_VERIFY, "fill sha1 io_u %p, len %u\n",
1266                                                 io_u, hdr->len);
1267                 fill_sha1(hdr, data, data_len);
1268                 break;
1269         case VERIFY_HDR_ONLY:
1270         case VERIFY_PATTERN:
1271         case VERIFY_PATTERN_NO_HDR:
1272                 /* nothing to do here */
1273                 break;
1274         default:
1275                 log_err("fio: bad verify type: %d\n", td->o.verify);
1276                 assert(0);
1277         }
1278
1279         if (td->o.verify_offset && hdr_size(td, hdr))
1280                 memswp(p, p + td->o.verify_offset, hdr_size(td, hdr));
1281 }
1282
1283 /*
1284  * fill body of io_u->buf with random data and add a header with the
1285  * checksum of choice
1286  */
1287 void populate_verify_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1288 {
1289         if (td->o.verify == VERIFY_NULL)
1290                 return;
1291
1292         io_u->numberio = td->io_issues[io_u->ddir];
1293
1294         fill_pattern_headers(td, io_u, 0, 0);
1295 }
1296
1297 int get_next_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1298 {
1299         struct io_piece *ipo = NULL;
1300
1301         /*
1302          * this io_u is from a requeue, we already filled the offsets
1303          */
1304         if (io_u->file)
1305                 return 0;
1306
1307         if (!RB_EMPTY_ROOT(&td->io_hist_tree)) {
1308                 struct fio_rb_node *n = rb_first(&td->io_hist_tree);
1309
1310                 ipo = rb_entry(n, struct io_piece, rb_node);
1311
1312                 /*
1313                  * Ensure that the associated IO has completed
1314                  */
1315                 read_barrier();
1316                 if (ipo->flags & IP_F_IN_FLIGHT)
1317                         goto nothing;
1318
1319                 rb_erase(n, &td->io_hist_tree);
1320                 assert(ipo->flags & IP_F_ONRB);
1321                 ipo->flags &= ~IP_F_ONRB;
1322         } else if (!flist_empty(&td->io_hist_list)) {
1323                 ipo = flist_first_entry(&td->io_hist_list, struct io_piece, list);
1324
1325                 /*
1326                  * Ensure that the associated IO has completed
1327                  */
1328                 read_barrier();
1329                 if (ipo->flags & IP_F_IN_FLIGHT)
1330                         goto nothing;
1331
1332                 flist_del(&ipo->list);
1333                 assert(ipo->flags & IP_F_ONLIST);
1334                 ipo->flags &= ~IP_F_ONLIST;
1335         }
1336
1337         if (ipo) {
1338                 td->io_hist_len--;
1339
1340                 io_u->offset = ipo->offset;
1341                 io_u->buflen = ipo->len;
1342                 io_u->numberio = ipo->numberio;
1343                 io_u->file = ipo->file;
1344                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_VER_LIST);
1345
1346                 if (ipo->flags & IP_F_TRIMMED)
1347                         io_u_set(td, io_u, IO_U_F_TRIMMED);
1348
1349                 if (!fio_file_open(io_u->file)) {
1350                         int r = td_io_open_file(td, io_u->file);
1351
1352                         if (r) {
1353                                 dprint(FD_VERIFY, "failed file %s open\n",
1354                                                 io_u->file->file_name);
1355                                 return 1;
1356                         }
1357                 }
1358
1359                 get_file(ipo->file);
1360                 assert(fio_file_open(io_u->file));
1361                 io_u->ddir = DDIR_READ;
1362                 io_u->xfer_buf = io_u->buf;
1363                 io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
1364
1365                 remove_trim_entry(td, ipo);
1366                 free(ipo);
1367                 dprint(FD_VERIFY, "get_next_verify: ret io_u %p\n", io_u);
1368
1369                 if (!td->o.verify_pattern_bytes) {
1370                         io_u->rand_seed = __rand(&td->verify_state);
1371                         if (sizeof(int) != sizeof(long *))
1372                                 io_u->rand_seed *= __rand(&td->verify_state);
1373                 }
1374                 return 0;
1375         }
1376
1377 nothing:
1378         dprint(FD_VERIFY, "get_next_verify: empty\n");
1379         return 1;
1380 }
1381
1382 void fio_verify_init(struct thread_data *td)
1383 {
1384         if (td->o.verify == VERIFY_CRC32C_INTEL ||
1385             td->o.verify == VERIFY_CRC32C) {
1386                 crc32c_arm64_probe();
1387                 crc32c_intel_probe();
1388         }
1389 }
1390
1391 static void *verify_async_thread(void *data)
1392 {
1393         struct thread_data *td = data;
1394         struct io_u *io_u;
1395         int ret = 0;
1396
1397         if (fio_option_is_set(&td->o, verify_cpumask) &&
1398             fio_setaffinity(td->pid, td->o.verify_cpumask)) {
1399                 log_err("fio: failed setting verify thread affinity\n");
1400                 goto done;
1401         }
1402
1403         do {
1404                 FLIST_HEAD(list);
1405
1406                 read_barrier();
1407                 if (td->verify_thread_exit)
1408                         break;
1409
1410                 pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
1411
1412                 while (flist_empty(&td->verify_list) &&
1413                        !td->verify_thread_exit) {
1414                         ret = pthread_cond_wait(&td->verify_cond,
1415                                                         &td->io_u_lock);
1416                         if (ret) {
1417                                 pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1418                                 break;
1419                         }
1420                 }
1421
1422                 flist_splice_init(&td->verify_list, &list);
1423                 pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1424
1425                 if (flist_empty(&list))
1426                         continue;
1427
1428                 while (!flist_empty(&list)) {
1429                         io_u = flist_first_entry(&list, struct io_u, verify_list);
1430                         flist_del_init(&io_u->verify_list);
1431
1432                         io_u_set(td, io_u, IO_U_F_NO_FILE_PUT);
1433                         ret = verify_io_u(td, &io_u);
1434
1435                         put_io_u(td, io_u);
1436                         if (!ret)
1437                                 continue;
1438                         if (td_non_fatal_error(td, ERROR_TYPE_VERIFY_BIT, ret)) {
1439                                 update_error_count(td, ret);
1440                                 td_clear_error(td);
1441                                 ret = 0;
1442                         }
1443                 }
1444         } while (!ret);
1445
1446         if (ret) {
1447                 td_verror(td, ret, "async_verify");
1448                 if (td->o.verify_fatal)
1449                         fio_mark_td_terminate(td);
1450         }
1451
1452 done:
1453         pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
1454         td->nr_verify_threads--;
1455         pthread_cond_signal(&td->free_cond);
1456         pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1457
1458         return NULL;
1459 }
1460
1461 int verify_async_init(struct thread_data *td)
1462 {
1463         int i, ret;
1464         pthread_attr_t attr;
1465
1466         pthread_attr_init(&attr);
1467         pthread_attr_setstacksize(&attr, 2 * PTHREAD_STACK_MIN);
1468
1469         td->verify_thread_exit = 0;
1470
1471         td->verify_threads = malloc(sizeof(pthread_t) * td->o.verify_async);
1472         for (i = 0; i < td->o.verify_async; i++) {
1473                 ret = pthread_create(&td->verify_threads[i], &attr,
1474                                         verify_async_thread, td);
1475                 if (ret) {
1476                         log_err("fio: async verify creation failed: %s\n",
1477                                         strerror(ret));
1478                         break;
1479                 }
1480                 ret = pthread_detach(td->verify_threads[i]);
1481                 if (ret) {
1482                         log_err("fio: async verify thread detach failed: %s\n",
1483                                         strerror(ret));
1484                         break;
1485                 }
1486                 td->nr_verify_threads++;
1487         }
1488
1489         pthread_attr_destroy(&attr);
1490
1491         if (i != td->o.verify_async) {
1492                 log_err("fio: only %d verify threads started, exiting\n", i);
1493
1494                 pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
1495                 td->verify_thread_exit = 1;
1496                 pthread_cond_broadcast(&td->verify_cond);
1497                 pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1498
1499                 return 1;
1500         }
1501
1502         return 0;
1503 }
1504
1505 void verify_async_exit(struct thread_data *td)
1506 {
1507         pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
1508         td->verify_thread_exit = 1;
1509         pthread_cond_broadcast(&td->verify_cond);
1510
1511         while (td->nr_verify_threads)
1512                 pthread_cond_wait(&td->free_cond, &td->io_u_lock);
1513
1514         pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1515         free(td->verify_threads);
1516         td->verify_threads = NULL;
1517 }
1518
1519 int paste_blockoff(char *buf, unsigned int len, void *priv)
1520 {
1521         struct io_u *io = priv;
1522         unsigned long long off;
1523
1524         typecheck(__typeof__(off), io->offset);
1525         off = cpu_to_le64((uint64_t)io->offset);
1526         len = min(len, (unsigned int)sizeof(off));
1527         memcpy(buf, &off, len);
1528         return 0;
1529 }
1530
1531 static int __fill_file_completions(struct thread_data *td,
1532                                    struct thread_io_list *s,
1533                                    struct fio_file *f, unsigned int *index)
1534 {
1535         unsigned int comps;
1536         int i, j;
1537
1538         if (!f->last_write_comp)
1539                 return 0;
1540
1541         if (td->io_blocks[DDIR_WRITE] < td->o.iodepth)
1542                 comps = td->io_blocks[DDIR_WRITE];
1543         else
1544                 comps = td->o.iodepth;
1545
1546         j = f->last_write_idx - 1;
1547         for (i = 0; i < comps; i++) {
1548                 if (j == -1)
1549                         j = td->o.iodepth - 1;
1550                 s->comps[*index].fileno = __cpu_to_le64(f->fileno);
1551                 s->comps[*index].offset = cpu_to_le64(f->last_write_comp[j]);
1552                 (*index)++;
1553                 j--;
1554         }
1555
1556         return comps;
1557 }
1558
1559 static int fill_file_completions(struct thread_data *td,
1560                                  struct thread_io_list *s, unsigned int *index)
1561 {
1562         struct fio_file *f;
1563         unsigned int i;
1564         int comps = 0;
1565
1566         for_each_file(td, f, i)
1567                 comps += __fill_file_completions(td, s, f, index);
1568
1569         return comps;
1570 }
1571
1572 struct all_io_list *get_all_io_list(int save_mask, size_t *sz)
1573 {
1574         struct all_io_list *rep;
1575         struct thread_data *td;
1576         size_t depth;
1577         void *next;
1578         int i, nr;
1579
1580         compiletime_assert(sizeof(struct all_io_list) == 8, "all_io_list");
1581
1582         /*
1583          * Calculate reply space needed. We need one 'io_state' per thread,
1584          * and the size will vary depending on depth.
1585          */
1586         depth = 0;
1587         nr = 0;
1588         for_each_td(td, i) {
1589                 if (save_mask != IO_LIST_ALL && (i + 1) != save_mask)
1590                         continue;
1591                 td->stop_io = 1;
1592                 td->flags |= TD_F_VSTATE_SAVED;
1593                 depth += (td->o.iodepth * td->o.nr_files);
1594                 nr++;
1595         }
1596
1597         if (!nr)
1598                 return NULL;
1599
1600         *sz = sizeof(*rep);
1601         *sz += nr * sizeof(struct thread_io_list);
1602         *sz += depth * sizeof(struct file_comp);
1603         rep = malloc(*sz);
1604         memset(rep, 0, *sz);
1605
1606         rep->threads = cpu_to_le64((uint64_t) nr);
1607
1608         next = &rep->state[0];
1609         for_each_td(td, i) {
1610                 struct thread_io_list *s = next;
1611                 unsigned int comps, index = 0;
1612
1613                 if (save_mask != IO_LIST_ALL && (i + 1) != save_mask)
1614                         continue;
1615
1616                 comps = fill_file_completions(td, s, &index);
1617
1618                 s->no_comps = cpu_to_le64((uint64_t) comps);
1619                 s->depth = cpu_to_le64((uint64_t) td->o.iodepth);
1620                 s->nofiles = cpu_to_le64((uint64_t) td->o.nr_files);
1621                 s->numberio = cpu_to_le64((uint64_t) td->io_issues[DDIR_WRITE]);
1622                 s->index = cpu_to_le64((uint64_t) i);
1623                 if (td->random_state.use64) {
1624                         s->rand.state64.s[0] = cpu_to_le64(td->random_state.state64.s1);
1625                         s->rand.state64.s[1] = cpu_to_le64(td->random_state.state64.s2);
1626                         s->rand.state64.s[2] = cpu_to_le64(td->random_state.state64.s3);
1627                         s->rand.state64.s[3] = cpu_to_le64(td->random_state.state64.s4);
1628                         s->rand.state64.s[4] = cpu_to_le64(td->random_state.state64.s5);
1629                         s->rand.state64.s[5] = 0;
1630                         s->rand.use64 = cpu_to_le64((uint64_t)1);
1631                 } else {
1632                         s->rand.state32.s[0] = cpu_to_le32(td->random_state.state32.s1);
1633                         s->rand.state32.s[1] = cpu_to_le32(td->random_state.state32.s2);
1634                         s->rand.state32.s[2] = cpu_to_le32(td->random_state.state32.s3);
1635                         s->rand.state32.s[3] = 0;
1636                         s->rand.use64 = 0;
1637                 }
1638                 s->name[sizeof(s->name) - 1] = '\0';
1639                 strncpy((char *) s->name, td->o.name, sizeof(s->name) - 1);
1640                 next = io_list_next(s);
1641         }
1642
1643         return rep;
1644 }
1645
1646 static int open_state_file(const char *name, const char *prefix, int num,
1647                            int for_write)
1648 {
1649         char out[PATH_MAX];
1650         int flags;
1651         int fd;
1652
1653         if (for_write)
1654                 flags = O_CREAT | O_TRUNC | O_WRONLY | O_SYNC;
1655         else
1656                 flags = O_RDONLY;
1657
1658         verify_state_gen_name(out, sizeof(out), name, prefix, num);
1659
1660         fd = open(out, flags, 0644);
1661         if (fd == -1) {
1662                 perror("fio: open state file");
1663                 log_err("fio: state file: %s (for_write=%d)\n", out, for_write);
1664                 return -1;
1665         }
1666
1667         return fd;
1668 }
1669
1670 static int write_thread_list_state(struct thread_io_list *s,
1671                                    const char *prefix)
1672 {
1673         struct verify_state_hdr hdr;
1674         uint64_t crc;
1675         ssize_t ret;
1676         int fd;
1677
1678         fd = open_state_file((const char *) s->name, prefix, s->index, 1);
1679         if (fd == -1)
1680                 return 1;
1681
1682         crc = fio_crc32c((void *)s, thread_io_list_sz(s));
1683
1684         hdr.version = cpu_to_le64((uint64_t) VSTATE_HDR_VERSION);
1685         hdr.size = cpu_to_le64((uint64_t) thread_io_list_sz(s));
1686         hdr.crc = cpu_to_le64(crc);
1687         ret = write(fd, &hdr, sizeof(hdr));
1688         if (ret != sizeof(hdr))
1689                 goto write_fail;
1690
1691         ret = write(fd, s, thread_io_list_sz(s));
1692         if (ret != thread_io_list_sz(s)) {
1693 write_fail:
1694                 if (ret < 0)
1695                         perror("fio: write state file");
1696                 log_err("fio: failed to write state file\n");
1697                 ret = 1;
1698         } else
1699                 ret = 0;
1700
1701         close(fd);
1702         return ret;
1703 }
1704
1705 void __verify_save_state(struct all_io_list *state, const char *prefix)
1706 {
1707         struct thread_io_list *s = &state->state[0];
1708         unsigned int i;
1709
1710         for (i = 0; i < le64_to_cpu(state->threads); i++) {
1711                 write_thread_list_state(s,  prefix);
1712                 s = io_list_next(s);
1713         }
1714 }
1715
1716 void verify_save_state(int mask)
1717 {
1718         struct all_io_list *state;
1719         size_t sz;
1720
1721         state = get_all_io_list(mask, &sz);
1722         if (state) {
1723                 char prefix[PATH_MAX];
1724
1725                 if (aux_path)
1726                         sprintf(prefix, "%s%clocal", aux_path, FIO_OS_PATH_SEPARATOR);
1727                 else
1728                         strcpy(prefix, "local");
1729
1730                 __verify_save_state(state, prefix);
1731                 free(state);
1732         }
1733 }
1734
1735 void verify_free_state(struct thread_data *td)
1736 {
1737         if (td->vstate)
1738                 free(td->vstate);
1739 }
1740
1741 void verify_assign_state(struct thread_data *td, void *p)
1742 {
1743         struct thread_io_list *s = p;
1744         int i;
1745
1746         s->no_comps = le64_to_cpu(s->no_comps);
1747         s->depth = le32_to_cpu(s->depth);
1748         s->nofiles = le32_to_cpu(s->nofiles);
1749         s->numberio = le64_to_cpu(s->numberio);
1750         s->rand.use64 = le64_to_cpu(s->rand.use64);
1751
1752         if (s->rand.use64) {
1753                 for (i = 0; i < 6; i++)
1754                         s->rand.state64.s[i] = le64_to_cpu(s->rand.state64.s[i]);
1755         } else {
1756                 for (i = 0; i < 4; i++)
1757                         s->rand.state32.s[i] = le32_to_cpu(s->rand.state32.s[i]);
1758         }
1759
1760         for (i = 0; i < s->no_comps; i++) {
1761                 s->comps[i].fileno = le64_to_cpu(s->comps[i].fileno);
1762                 s->comps[i].offset = le64_to_cpu(s->comps[i].offset);
1763         }
1764
1765         td->vstate = p;
1766 }
1767
1768 int verify_state_hdr(struct verify_state_hdr *hdr, struct thread_io_list *s)
1769 {
1770         uint64_t crc;
1771
1772         hdr->version = le64_to_cpu(hdr->version);
1773         hdr->size = le64_to_cpu(hdr->size);
1774         hdr->crc = le64_to_cpu(hdr->crc);
1775
1776         if (hdr->version != VSTATE_HDR_VERSION)
1777                 return 1;
1778
1779         crc = fio_crc32c((void *)s, hdr->size);
1780         if (crc != hdr->crc)
1781                 return 1;
1782
1783         return 0;
1784 }
1785
1786 int verify_load_state(struct thread_data *td, const char *prefix)
1787 {
1788         struct verify_state_hdr hdr;
1789         void *s = NULL;
1790         uint64_t crc;
1791         ssize_t ret;
1792         int fd;
1793
1794         if (!td->o.verify_state)
1795                 return 0;
1796
1797         fd = open_state_file(td->o.name, prefix, td->thread_number - 1, 0);
1798         if (fd == -1)
1799                 return 1;
1800
1801         ret = read(fd, &hdr, sizeof(hdr));
1802         if (ret != sizeof(hdr)) {
1803                 if (ret < 0)
1804                         td_verror(td, errno, "read verify state hdr");
1805                 log_err("fio: failed reading verify state header\n");
1806                 goto err;
1807         }
1808
1809         hdr.version = le64_to_cpu(hdr.version);
1810         hdr.size = le64_to_cpu(hdr.size);
1811         hdr.crc = le64_to_cpu(hdr.crc);
1812
1813         if (hdr.version != VSTATE_HDR_VERSION) {
1814                 log_err("fio: unsupported (%d) version in verify state header\n",
1815                                 (unsigned int) hdr.version);
1816                 goto err;
1817         }
1818
1819         s = malloc(hdr.size);
1820         ret = read(fd, s, hdr.size);
1821         if (ret != hdr.size) {
1822                 if (ret < 0)
1823                         td_verror(td, errno, "read verify state");
1824                 log_err("fio: failed reading verity state\n");
1825                 goto err;
1826         }
1827
1828         crc = fio_crc32c(s, hdr.size);
1829         if (crc != hdr.crc) {
1830                 log_err("fio: verify state is corrupt\n");
1831                 goto err;
1832         }
1833
1834         close(fd);
1835
1836         verify_assign_state(td, s);
1837         return 0;
1838 err:
1839         if (s)
1840                 free(s);
1841         close(fd);
1842         return 1;
1843 }
1844
1845 /*
1846  * Use the loaded verify state to know when to stop doing verification
1847  */
1848 int verify_state_should_stop(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1849 {
1850         struct thread_io_list *s = td->vstate;
1851         struct fio_file *f = io_u->file;
1852         int i;
1853
1854         if (!s || !f)
1855                 return 0;
1856
1857         /*
1858          * If we're not into the window of issues - depth yet, continue. If
1859          * issue is shorter than depth, do check.
1860          */
1861         if ((td->io_blocks[DDIR_READ] < s->depth ||
1862             s->numberio - td->io_blocks[DDIR_READ] > s->depth) &&
1863             s->numberio > s->depth)
1864                 return 0;
1865
1866         /*
1867          * We're in the window of having to check if this io was
1868          * completed or not. If the IO was seen as completed, then
1869          * lets verify it.
1870          */
1871         for (i = 0; i < s->no_comps; i++) {
1872                 if (s->comps[i].fileno != f->fileno)
1873                         continue;
1874                 if (io_u->offset == s->comps[i].offset)
1875                         return 0;
1876         }
1877
1878         /*
1879          * Not found, we have to stop
1880          */
1881         return 1;
1882 }