configure: add gettid() test
[fio.git] / 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 }