371b650a50a327f383672fb41bb332adaa3e7bde
[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
17 #include "crc/md5.h"
18 #include "crc/crc64.h"
19 #include "crc/crc32.h"
20 #include "crc/crc32c.h"
21 #include "crc/crc16.h"
22 #include "crc/crc7.h"
23 #include "crc/sha256.h"
24 #include "crc/sha512.h"
25 #include "crc/sha1.h"
26
27 static void populate_hdr(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
28                          struct verify_header *hdr, unsigned int header_num,
29                          unsigned int header_len);
30
31 static void fill_pattern(struct thread_data *td, void *p, unsigned int len,
32                          char *pattern, unsigned int pattern_bytes)
33 {
34         switch (pattern_bytes) {
35         case 0:
36                 assert(0);
37                 break;
38         case 1:
39                 dprint(FD_VERIFY, "fill verify pattern b=0 len=%u\n", len);
40                 memset(p, pattern[0], len);
41                 break;
42         default: {
43                 unsigned int i = 0, size = 0;
44                 unsigned char *b = p;
45
46                 dprint(FD_VERIFY, "fill verify pattern b=%d len=%u\n",
47                                         pattern_bytes, len);
48
49                 while (i < len) {
50                         size = pattern_bytes;
51                         if (size > (len - i))
52                                 size = len - i;
53                         memcpy(b+i, pattern, size);
54                         i += size;
55                 }
56                 break;
57                 }
58         }
59 }
60
61 void fill_buffer_pattern(struct thread_data *td, void *p, unsigned int len)
62 {
63         fill_pattern(td, p, len, td->o.buffer_pattern, td->o.buffer_pattern_bytes);
64 }
65
66 void fill_verify_pattern(struct thread_data *td, void *p, unsigned int len,
67                          struct io_u *io_u, unsigned long seed, int use_seed)
68 {
69         if (!td->o.verify_pattern_bytes) {
70                 dprint(FD_VERIFY, "fill random bytes len=%u\n", len);
71
72                 if (use_seed)
73                         __fill_random_buf(p, len, seed);
74                 else
75                         io_u->rand_seed = fill_random_buf(&td->buf_state, p, len);
76                 return;
77         }
78         
79         if (io_u->buf_filled_len >= len) {
80                 dprint(FD_VERIFY, "using already filled verify pattern b=%d len=%u\n",
81                         td->o.verify_pattern_bytes, len);
82                 return;
83         }
84
85         fill_pattern(td, p, len, td->o.verify_pattern, td->o.verify_pattern_bytes);
86
87         io_u->buf_filled_len = len;
88 }
89
90 static unsigned int get_hdr_inc(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
91 {
92         unsigned int hdr_inc;
93
94         hdr_inc = io_u->buflen;
95         if (td->o.verify_interval && td->o.verify_interval <= io_u->buflen)
96                 hdr_inc = td->o.verify_interval;
97
98         return hdr_inc;
99 }
100
101 static void fill_pattern_headers(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
102                                  unsigned long seed, int use_seed)
103 {
104         unsigned int hdr_inc, header_num;
105         struct verify_header *hdr;
106         void *p = io_u->buf;
107
108         fill_verify_pattern(td, p, io_u->buflen, io_u, seed, use_seed);
109
110         hdr_inc = get_hdr_inc(td, io_u);
111         header_num = 0;
112         for (; p < io_u->buf + io_u->buflen; p += hdr_inc) {
113                 hdr = p;
114                 populate_hdr(td, io_u, hdr, header_num, hdr_inc);
115                 header_num++;
116         }
117 }
118
119 static void memswp(void *buf1, void *buf2, unsigned int len)
120 {
121         char swap[200];
122
123         assert(len <= sizeof(swap));
124
125         memcpy(&swap, buf1, len);
126         memcpy(buf1, buf2, len);
127         memcpy(buf2, &swap, len);
128 }
129
130 static void hexdump(void *buffer, int len)
131 {
132         unsigned char *p = buffer;
133         int i;
134
135         for (i = 0; i < len; i++)
136                 log_err("%02x", p[i]);
137         log_err("\n");
138 }
139
140 /*
141  * Prepare for separation of verify_header and checksum header
142  */
143 static inline unsigned int __hdr_size(int verify_type)
144 {
145         unsigned int len = 0;
146
147         switch (verify_type) {
148         case VERIFY_NONE:
149         case VERIFY_NULL:
150                 len = 0;
151                 break;
152         case VERIFY_MD5:
153                 len = sizeof(struct vhdr_md5);
154                 break;
155         case VERIFY_CRC64:
156                 len = sizeof(struct vhdr_crc64);
157                 break;
158         case VERIFY_CRC32C:
159         case VERIFY_CRC32:
160         case VERIFY_CRC32C_INTEL:
161                 len = sizeof(struct vhdr_crc32);
162                 break;
163         case VERIFY_CRC16:
164                 len = sizeof(struct vhdr_crc16);
165                 break;
166         case VERIFY_CRC7:
167                 len = sizeof(struct vhdr_crc7);
168                 break;
169         case VERIFY_SHA256:
170                 len = sizeof(struct vhdr_sha256);
171                 break;
172         case VERIFY_SHA512:
173                 len = sizeof(struct vhdr_sha512);
174                 break;
175         case VERIFY_META:
176                 len = sizeof(struct vhdr_meta);
177                 break;
178         case VERIFY_SHA1:
179                 len = sizeof(struct vhdr_sha1);
180                 break;
181         case VERIFY_PATTERN:
182                 len = 0;
183                 break;
184         default:
185                 log_err("fio: unknown verify header!\n");
186                 assert(0);
187         }
188
189         return len + sizeof(struct verify_header);
190 }
191
192 static inline unsigned int hdr_size(struct verify_header *hdr)
193 {
194         return __hdr_size(hdr->verify_type);
195 }
196
197 static void *hdr_priv(struct verify_header *hdr)
198 {
199         void *priv = hdr;
200
201         return priv + sizeof(struct verify_header);
202 }
203
204 /*
205  * Verify container, pass info to verify handlers and allow them to
206  * pass info back in case of error
207  */
208 struct vcont {
209         /*
210          * Input
211          */
212         struct io_u *io_u;
213         unsigned int hdr_num;
214         struct thread_data *td;
215
216         /*
217          * Output, only valid in case of error
218          */
219         const char *name;
220         void *good_crc;
221         void *bad_crc;
222         unsigned int crc_len;
223 };
224
225 static void dump_buf(char *buf, unsigned int len, unsigned long long offset,
226                      const char *type, struct fio_file *f)
227 {
228         char *ptr, fname[256];
229         int ret, fd;
230
231         ptr = strdup(f->file_name);
232         strcpy(fname, basename(ptr));
233
234         sprintf(fname + strlen(fname), ".%llu.%s", offset, type);
235
236         fd = open(fname, O_CREAT | O_TRUNC | O_WRONLY, 0644);
237         if (fd < 0) {
238                 perror("open verify buf file");
239                 return;
240         }
241
242         while (len) {
243                 ret = write(fd, buf, len);
244                 if (!ret)
245                         break;
246                 else if (ret < 0) {
247                         perror("write verify buf file");
248                         break;
249                 }
250                 len -= ret;
251                 buf += ret;
252         }
253
254         close(fd);
255         log_err("       %s data dumped as %s\n", type, fname);
256         free(ptr);
257 }
258
259 /*
260  * Dump the contents of the read block and re-generate the correct data
261  * and dump that too.
262  */
263 static void dump_verify_buffers(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
264 {
265         struct thread_data *td = vc->td;
266         struct io_u *io_u = vc->io_u;
267         unsigned long hdr_offset;
268         struct io_u dummy;
269         void *buf;
270
271         if (!td->o.verify_dump)
272                 return;
273
274         /*
275          * Dump the contents we just read off disk
276          */
277         hdr_offset = vc->hdr_num * hdr->len;
278
279         dump_buf(io_u->buf + hdr_offset, hdr->len, io_u->offset + hdr_offset,
280                         "received", vc->io_u->file);
281
282         /*
283          * Allocate a new buf and re-generate the original data
284          */
285         buf = malloc(io_u->buflen);
286         dummy = *io_u;
287         dummy.buf = buf;
288         dummy.rand_seed = hdr->rand_seed;
289         dummy.buf_filled_len = 0;
290         dummy.buflen = io_u->buflen;
291
292         fill_pattern_headers(td, &dummy, hdr->rand_seed, 1);
293
294         dump_buf(buf + hdr_offset, hdr->len, io_u->offset + hdr_offset,
295                         "expected", vc->io_u->file);
296         free(buf);
297 }
298
299 static void log_verify_failure(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
300 {
301         unsigned long long offset;
302
303         offset = vc->io_u->offset;
304         offset += vc->hdr_num * hdr->len;
305         log_err("%.8s: verify failed at file %s offset %llu, length %u\n",
306                         vc->name, vc->io_u->file->file_name, offset, hdr->len);
307
308         if (vc->good_crc && vc->bad_crc) {
309                 log_err("       Expected CRC: ");
310                 hexdump(vc->good_crc, vc->crc_len);
311                 log_err("       Received CRC: ");
312                 hexdump(vc->bad_crc, vc->crc_len);
313         }
314
315         dump_verify_buffers(hdr, vc);
316 }
317
318 /*
319  * Return data area 'header_num'
320  */
321 static inline void *io_u_verify_off(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
322 {
323         return vc->io_u->buf + vc->hdr_num * hdr->len + hdr_size(hdr);
324 }
325
326 static int verify_io_u_pattern(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
327 {
328         struct thread_data *td = vc->td;
329         struct io_u *io_u = vc->io_u;
330         char *buf, *pattern;
331         unsigned int header_size = __hdr_size(td->o.verify);
332         unsigned int len, mod, i, size, pattern_size;
333
334         pattern = td->o.verify_pattern;
335         pattern_size = td->o.verify_pattern_bytes;
336         if (pattern_size <= 1)
337                 pattern_size = MAX_PATTERN_SIZE;
338         buf = (void *) hdr + header_size;
339         len = get_hdr_inc(td, io_u) - header_size;
340         mod = header_size % pattern_size;
341
342         for (i = 0; i < len; i += size) {
343                 size = pattern_size - mod;
344                 if (size > (len - i))
345                         size = len - i;
346                 if (memcmp(buf + i, pattern + mod, size))
347                         /* Let the slow compare find the first mismatch byte. */
348                         break;
349                 mod = 0;
350         }
351
352         for (; i < len; i++) {
353                 if (buf[i] != pattern[mod]) {
354                         unsigned int bits;
355
356                         bits = hweight8(buf[i] ^ pattern[mod]);
357                         log_err("fio: got pattern %x, wanted %x. Bad bits %d\n",
358                                 buf[i], pattern[mod], bits);
359                         log_err("fio: bad pattern block offset %u\n", i);
360                         dump_verify_buffers(hdr, vc);
361                         return EILSEQ;
362                 }
363                 mod++;
364                 if (mod == td->o.verify_pattern_bytes)
365                         mod = 0;
366         }
367
368         return 0;
369 }
370
371 static int verify_io_u_meta(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
372 {
373         struct thread_data *td = vc->td;
374         struct vhdr_meta *vh = hdr_priv(hdr);
375         struct io_u *io_u = vc->io_u;
376         int ret = EILSEQ;
377
378         dprint(FD_VERIFY, "meta verify io_u %p, len %u\n", io_u, hdr->len);
379
380         if (vh->offset == io_u->offset + vc->hdr_num * td->o.verify_interval)
381                 ret = 0;
382
383         if (td->o.verify_pattern_bytes)
384                 ret |= verify_io_u_pattern(hdr, vc);
385
386         /*
387          * For read-only workloads, the program cannot be certain of the
388          * last numberio written to a block. Checking of numberio will be done
389          * only for workloads that write data.
390          * For verify_only, numberio will be checked in the last iteration when
391          * the correct state of numberio, that would have been written to each
392          * block in a previous run of fio, has been reached.
393          */
394         if (td_write(td) || td_rw(td))
395                 if (!td->o.verify_only || td->o.loops == 0)
396                         if (vh->numberio != io_u->numberio)
397                                 ret = EILSEQ;
398
399         if (!ret)
400                 return 0;
401
402         vc->name = "meta";
403         log_verify_failure(hdr, vc);
404         return ret;
405 }
406
407 static int verify_io_u_sha512(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
408 {
409         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
410         struct vhdr_sha512 *vh = hdr_priv(hdr);
411         uint8_t sha512[128];
412         struct fio_sha512_ctx sha512_ctx = {
413                 .buf = sha512,
414         };
415
416         dprint(FD_VERIFY, "sha512 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
417
418         fio_sha512_init(&sha512_ctx);
419         fio_sha512_update(&sha512_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
420
421         if (!memcmp(vh->sha512, sha512_ctx.buf, sizeof(sha512)))
422                 return 0;
423
424         vc->name = "sha512";
425         vc->good_crc = vh->sha512;
426         vc->bad_crc = sha512_ctx.buf;
427         vc->crc_len = sizeof(vh->sha512);
428         log_verify_failure(hdr, vc);
429         return EILSEQ;
430 }
431
432 static int verify_io_u_sha256(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
433 {
434         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
435         struct vhdr_sha256 *vh = hdr_priv(hdr);
436         uint8_t sha256[64];
437         struct fio_sha256_ctx sha256_ctx = {
438                 .buf = sha256,
439         };
440
441         dprint(FD_VERIFY, "sha256 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
442
443         fio_sha256_init(&sha256_ctx);
444         fio_sha256_update(&sha256_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
445
446         if (!memcmp(vh->sha256, sha256_ctx.buf, sizeof(sha256)))
447                 return 0;
448
449         vc->name = "sha256";
450         vc->good_crc = vh->sha256;
451         vc->bad_crc = sha256_ctx.buf;
452         vc->crc_len = sizeof(vh->sha256);
453         log_verify_failure(hdr, vc);
454         return EILSEQ;
455 }
456
457 static int verify_io_u_sha1(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
458 {
459         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
460         struct vhdr_sha1 *vh = hdr_priv(hdr);
461         uint32_t sha1[5];
462         struct fio_sha1_ctx sha1_ctx = {
463                 .H = sha1,
464         };
465
466         dprint(FD_VERIFY, "sha1 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
467
468         fio_sha1_init(&sha1_ctx);
469         fio_sha1_update(&sha1_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
470
471         if (!memcmp(vh->sha1, sha1_ctx.H, sizeof(sha1)))
472                 return 0;
473
474         vc->name = "sha1";
475         vc->good_crc = vh->sha1;
476         vc->bad_crc = sha1_ctx.H;
477         vc->crc_len = sizeof(vh->sha1);
478         log_verify_failure(hdr, vc);
479         return EILSEQ;
480 }
481
482 static int verify_io_u_crc7(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
483 {
484         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
485         struct vhdr_crc7 *vh = hdr_priv(hdr);
486         unsigned char c;
487
488         dprint(FD_VERIFY, "crc7 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
489
490         c = fio_crc7(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
491
492         if (c == vh->crc7)
493                 return 0;
494
495         vc->name = "crc7";
496         vc->good_crc = &vh->crc7;
497         vc->bad_crc = &c;
498         vc->crc_len = 1;
499         log_verify_failure(hdr, vc);
500         return EILSEQ;
501 }
502
503 static int verify_io_u_crc16(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
504 {
505         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
506         struct vhdr_crc16 *vh = hdr_priv(hdr);
507         unsigned short c;
508
509         dprint(FD_VERIFY, "crc16 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
510
511         c = fio_crc16(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
512
513         if (c == vh->crc16)
514                 return 0;
515
516         vc->name = "crc16";
517         vc->good_crc = &vh->crc16;
518         vc->bad_crc = &c;
519         vc->crc_len = 2;
520         log_verify_failure(hdr, vc);
521         return EILSEQ;
522 }
523
524 static int verify_io_u_crc64(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
525 {
526         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
527         struct vhdr_crc64 *vh = hdr_priv(hdr);
528         unsigned long long c;
529
530         dprint(FD_VERIFY, "crc64 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
531
532         c = fio_crc64(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
533
534         if (c == vh->crc64)
535                 return 0;
536
537         vc->name = "crc64";
538         vc->good_crc = &vh->crc64;
539         vc->bad_crc = &c;
540         vc->crc_len = 8;
541         log_verify_failure(hdr, vc);
542         return EILSEQ;
543 }
544
545 static int verify_io_u_crc32(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
546 {
547         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
548         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
549         uint32_t c;
550
551         dprint(FD_VERIFY, "crc32 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
552
553         c = fio_crc32(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
554
555         if (c == vh->crc32)
556                 return 0;
557
558         vc->name = "crc32";
559         vc->good_crc = &vh->crc32;
560         vc->bad_crc = &c;
561         vc->crc_len = 4;
562         log_verify_failure(hdr, vc);
563         return EILSEQ;
564 }
565
566 static int verify_io_u_crc32c(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
567 {
568         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
569         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
570         uint32_t c;
571
572         dprint(FD_VERIFY, "crc32c verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
573
574         c = fio_crc32c(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
575
576         if (c == vh->crc32)
577                 return 0;
578
579         vc->name = "crc32c";
580         vc->good_crc = &vh->crc32;
581         vc->bad_crc = &c;
582         vc->crc_len = 4;
583         log_verify_failure(hdr, vc);
584         return EILSEQ;
585 }
586
587 static int verify_io_u_md5(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
588 {
589         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
590         struct vhdr_md5 *vh = hdr_priv(hdr);
591         uint32_t hash[MD5_HASH_WORDS];
592         struct fio_md5_ctx md5_ctx = {
593                 .hash = hash,
594         };
595
596         dprint(FD_VERIFY, "md5 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
597
598         fio_md5_init(&md5_ctx);
599         fio_md5_update(&md5_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
600
601         if (!memcmp(vh->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(hash)))
602                 return 0;
603
604         vc->name = "md5";
605         vc->good_crc = vh->md5_digest;
606         vc->bad_crc = md5_ctx.hash;
607         vc->crc_len = sizeof(hash);
608         log_verify_failure(hdr, vc);
609         return EILSEQ;
610 }
611
612 /*
613  * Push IO verification to a separate thread
614  */
615 int verify_io_u_async(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
616 {
617         if (io_u->file)
618                 put_file_log(td, io_u->file);
619
620         pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
621
622         if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
623                 td->cur_depth--;
624                 io_u->flags &= ~IO_U_F_IN_CUR_DEPTH;
625         }
626         flist_add_tail(&io_u->verify_list, &td->verify_list);
627         io_u->flags |= IO_U_F_FREE_DEF;
628         pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
629
630         pthread_cond_signal(&td->verify_cond);
631         return 0;
632 }
633
634 static int verify_trimmed_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
635 {
636         static char zero_buf[1024];
637         unsigned int this_len, len;
638         int ret = 0;
639         void *p;
640
641         if (!td->o.trim_zero)
642                 return 0;
643
644         len = io_u->buflen;
645         p = io_u->buf;
646         do {
647                 this_len = sizeof(zero_buf);
648                 if (this_len > len)
649                         this_len = len;
650                 if (memcmp(p, zero_buf, this_len)) {
651                         ret = EILSEQ;
652                         break;
653                 }
654                 len -= this_len;
655                 p += this_len;
656         } while (len);
657
658         if (!ret)
659                 return 0;
660
661         log_err("trim: verify failed at file %s offset %llu, length %lu"
662                 ", block offset %lu\n",
663                         io_u->file->file_name, io_u->offset, io_u->buflen,
664                         (unsigned long) (p - io_u->buf));
665         return ret;
666 }
667
668 static int verify_header(struct io_u *io_u, struct verify_header *hdr)
669 {
670         void *p = hdr;
671         uint32_t crc;
672
673         if (hdr->magic != FIO_HDR_MAGIC)
674                 return 0;
675         if (hdr->len > io_u->buflen) {
676                 log_err("fio: verify header exceeds buffer length (%u > %lu)\n", hdr->len, io_u->buflen);
677                 return 0;
678         }
679
680         crc = fio_crc32c(p, offsetof(struct verify_header, crc32));
681         if (crc == hdr->crc32)
682                 return 1;
683
684         log_err("fio: verify header crc %x, calculated %x\n", hdr->crc32, crc);
685         return 0;
686 }
687
688 int verify_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
689 {
690         struct verify_header *hdr;
691         unsigned int header_size, hdr_inc, hdr_num = 0;
692         void *p;
693         int ret;
694
695         if (td->o.verify == VERIFY_NULL || io_u->ddir != DDIR_READ)
696                 return 0;
697         if (io_u->flags & IO_U_F_TRIMMED) {
698                 ret = verify_trimmed_io_u(td, io_u);
699                 goto done;
700         }
701
702         hdr_inc = get_hdr_inc(td, io_u);
703
704         ret = 0;
705         for (p = io_u->buf; p < io_u->buf + io_u->buflen;
706              p += hdr_inc, hdr_num++) {
707                 struct vcont vc = {
708                         .io_u           = io_u,
709                         .hdr_num        = hdr_num,
710                         .td             = td,
711                 };
712                 unsigned int verify_type;
713
714                 if (ret && td->o.verify_fatal)
715                         break;
716
717                 header_size = __hdr_size(td->o.verify);
718                 if (td->o.verify_offset)
719                         memswp(p, p + td->o.verify_offset, header_size);
720                 hdr = p;
721
722                 if (!verify_header(io_u, hdr)) {
723                         log_err("verify: bad magic header %x, wanted %x at "
724                                 "file %s offset %llu, length %u\n",
725                                 hdr->magic, FIO_HDR_MAGIC,
726                                 io_u->file->file_name,
727                                 io_u->offset + hdr_num * hdr->len, hdr->len);
728                         return EILSEQ;
729                 }
730
731                 if (td->o.verify != VERIFY_NONE)
732                         verify_type = td->o.verify;
733                 else
734                         verify_type = hdr->verify_type;
735
736                 switch (verify_type) {
737                 case VERIFY_MD5:
738                         ret = verify_io_u_md5(hdr, &vc);
739                         break;
740                 case VERIFY_CRC64:
741                         ret = verify_io_u_crc64(hdr, &vc);
742                         break;
743                 case VERIFY_CRC32C:
744                 case VERIFY_CRC32C_INTEL:
745                         ret = verify_io_u_crc32c(hdr, &vc);
746                         break;
747                 case VERIFY_CRC32:
748                         ret = verify_io_u_crc32(hdr, &vc);
749                         break;
750                 case VERIFY_CRC16:
751                         ret = verify_io_u_crc16(hdr, &vc);
752                         break;
753                 case VERIFY_CRC7:
754                         ret = verify_io_u_crc7(hdr, &vc);
755                         break;
756                 case VERIFY_SHA256:
757                         ret = verify_io_u_sha256(hdr, &vc);
758                         break;
759                 case VERIFY_SHA512:
760                         ret = verify_io_u_sha512(hdr, &vc);
761                         break;
762                 case VERIFY_META:
763                         ret = verify_io_u_meta(hdr, &vc);
764                         break;
765                 case VERIFY_SHA1:
766                         ret = verify_io_u_sha1(hdr, &vc);
767                         break;
768                 case VERIFY_PATTERN:
769                         ret = verify_io_u_pattern(hdr, &vc);
770                         break;
771                 default:
772                         log_err("Bad verify type %u\n", hdr->verify_type);
773                         ret = EINVAL;
774                 }
775
776                 if (ret && verify_type != hdr->verify_type)
777                         log_err("fio: verify type mismatch (%u media, %u given)\n",
778                                         hdr->verify_type, verify_type);
779         }
780
781 done:
782         if (ret && td->o.verify_fatal)
783                 td->terminate = 1;
784
785         return ret;
786 }
787
788 static void fill_meta(struct verify_header *hdr, struct thread_data *td,
789                       struct io_u *io_u, unsigned int header_num)
790 {
791         struct vhdr_meta *vh = hdr_priv(hdr);
792
793         vh->thread = td->thread_number;
794
795         vh->time_sec = io_u->start_time.tv_sec;
796         vh->time_usec = io_u->start_time.tv_usec;
797
798         vh->numberio = io_u->numberio;
799
800         vh->offset = io_u->offset + header_num * td->o.verify_interval;
801 }
802
803 static void fill_sha512(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
804 {
805         struct vhdr_sha512 *vh = hdr_priv(hdr);
806         struct fio_sha512_ctx sha512_ctx = {
807                 .buf = vh->sha512,
808         };
809
810         fio_sha512_init(&sha512_ctx);
811         fio_sha512_update(&sha512_ctx, p, len);
812 }
813
814 static void fill_sha256(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
815 {
816         struct vhdr_sha256 *vh = hdr_priv(hdr);
817         struct fio_sha256_ctx sha256_ctx = {
818                 .buf = vh->sha256,
819         };
820
821         fio_sha256_init(&sha256_ctx);
822         fio_sha256_update(&sha256_ctx, p, len);
823 }
824
825 static void fill_sha1(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
826 {
827         struct vhdr_sha1 *vh = hdr_priv(hdr);
828         struct fio_sha1_ctx sha1_ctx = {
829                 .H = vh->sha1,
830         };
831
832         fio_sha1_init(&sha1_ctx);
833         fio_sha1_update(&sha1_ctx, p, len);
834 }
835
836 static void fill_crc7(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
837 {
838         struct vhdr_crc7 *vh = hdr_priv(hdr);
839
840         vh->crc7 = fio_crc7(p, len);
841 }
842
843 static void fill_crc16(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
844 {
845         struct vhdr_crc16 *vh = hdr_priv(hdr);
846
847         vh->crc16 = fio_crc16(p, len);
848 }
849
850 static void fill_crc32(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
851 {
852         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
853
854         vh->crc32 = fio_crc32(p, len);
855 }
856
857 static void fill_crc32c(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
858 {
859         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
860
861         vh->crc32 = fio_crc32c(p, len);
862 }
863
864 static void fill_crc64(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
865 {
866         struct vhdr_crc64 *vh = hdr_priv(hdr);
867
868         vh->crc64 = fio_crc64(p, len);
869 }
870
871 static void fill_md5(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
872 {
873         struct vhdr_md5 *vh = hdr_priv(hdr);
874         struct fio_md5_ctx md5_ctx = {
875                 .hash = (uint32_t *) vh->md5_digest,
876         };
877
878         fio_md5_init(&md5_ctx);
879         fio_md5_update(&md5_ctx, p, len);
880 }
881
882 static void populate_hdr(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
883                          struct verify_header *hdr, unsigned int header_num,
884                          unsigned int header_len)
885 {
886         unsigned int data_len;
887         void *data, *p;
888
889         p = (void *) hdr;
890
891         hdr->magic = FIO_HDR_MAGIC;
892         hdr->verify_type = td->o.verify;
893         hdr->len = header_len;
894         hdr->rand_seed = io_u->rand_seed;
895         hdr->crc32 = fio_crc32c(p, offsetof(struct verify_header, crc32));
896
897         data_len = header_len - hdr_size(hdr);
898
899         data = p + hdr_size(hdr);
900         switch (td->o.verify) {
901         case VERIFY_MD5:
902                 dprint(FD_VERIFY, "fill md5 io_u %p, len %u\n",
903                                                 io_u, hdr->len);
904                 fill_md5(hdr, data, data_len);
905                 break;
906         case VERIFY_CRC64:
907                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc64 io_u %p, len %u\n",
908                                                 io_u, hdr->len);
909                 fill_crc64(hdr, data, data_len);
910                 break;
911         case VERIFY_CRC32C:
912         case VERIFY_CRC32C_INTEL:
913                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc32c io_u %p, len %u\n",
914                                                 io_u, hdr->len);
915                 fill_crc32c(hdr, data, data_len);
916                 break;
917         case VERIFY_CRC32:
918                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc32 io_u %p, len %u\n",
919                                                 io_u, hdr->len);
920                 fill_crc32(hdr, data, data_len);
921                 break;
922         case VERIFY_CRC16:
923                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc16 io_u %p, len %u\n",
924                                                 io_u, hdr->len);
925                 fill_crc16(hdr, data, data_len);
926                 break;
927         case VERIFY_CRC7:
928                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc7 io_u %p, len %u\n",
929                                                 io_u, hdr->len);
930                 fill_crc7(hdr, data, data_len);
931                 break;
932         case VERIFY_SHA256:
933                 dprint(FD_VERIFY, "fill sha256 io_u %p, len %u\n",
934                                                 io_u, hdr->len);
935                 fill_sha256(hdr, data, data_len);
936                 break;
937         case VERIFY_SHA512:
938                 dprint(FD_VERIFY, "fill sha512 io_u %p, len %u\n",
939                                                 io_u, hdr->len);
940                 fill_sha512(hdr, data, data_len);
941                 break;
942         case VERIFY_META:
943                 dprint(FD_VERIFY, "fill meta io_u %p, len %u\n",
944                                                 io_u, hdr->len);
945                 fill_meta(hdr, td, io_u, header_num);
946                 break;
947         case VERIFY_SHA1:
948                 dprint(FD_VERIFY, "fill sha1 io_u %p, len %u\n",
949                                                 io_u, hdr->len);
950                 fill_sha1(hdr, data, data_len);
951                 break;
952         case VERIFY_PATTERN:
953                 /* nothing to do here */
954                 break;
955         default:
956                 log_err("fio: bad verify type: %d\n", td->o.verify);
957                 assert(0);
958         }
959         if (td->o.verify_offset)
960                 memswp(p, p + td->o.verify_offset, hdr_size(hdr));
961 }
962
963 /*
964  * fill body of io_u->buf with random data and add a header with the
965  * checksum of choice
966  */
967 void populate_verify_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
968 {
969         if (td->o.verify == VERIFY_NULL)
970                 return;
971
972         io_u->numberio = td->io_issues[io_u->ddir];
973
974         fill_pattern_headers(td, io_u, 0, 0);
975 }
976
977 int get_next_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
978 {
979         struct io_piece *ipo = NULL;
980
981         /*
982          * this io_u is from a requeue, we already filled the offsets
983          */
984         if (io_u->file)
985                 return 0;
986
987         if (!RB_EMPTY_ROOT(&td->io_hist_tree)) {
988                 struct rb_node *n = rb_first(&td->io_hist_tree);
989
990                 ipo = rb_entry(n, struct io_piece, rb_node);
991                 rb_erase(n, &td->io_hist_tree);
992                 assert(ipo->flags & IP_F_ONRB);
993                 ipo->flags &= ~IP_F_ONRB;
994         } else if (!flist_empty(&td->io_hist_list)) {
995                 ipo = flist_entry(td->io_hist_list.next, struct io_piece, list);
996                 flist_del(&ipo->list);
997                 assert(ipo->flags & IP_F_ONLIST);
998                 ipo->flags &= ~IP_F_ONLIST;
999         }
1000
1001         if (ipo) {
1002                 td->io_hist_len--;
1003
1004                 io_u->offset = ipo->offset;
1005                 io_u->buflen = ipo->len;
1006                 io_u->numberio = ipo->numberio;
1007                 io_u->file = ipo->file;
1008                 io_u->flags |= IO_U_F_VER_LIST;
1009
1010                 if (ipo->flags & IP_F_TRIMMED)
1011                         io_u->flags |= IO_U_F_TRIMMED;
1012
1013                 if (!fio_file_open(io_u->file)) {
1014                         int r = td_io_open_file(td, io_u->file);
1015
1016                         if (r) {
1017                                 dprint(FD_VERIFY, "failed file %s open\n",
1018                                                 io_u->file->file_name);
1019                                 return 1;
1020                         }
1021                 }
1022
1023                 get_file(ipo->file);
1024                 assert(fio_file_open(io_u->file));
1025                 io_u->ddir = DDIR_READ;
1026                 io_u->xfer_buf = io_u->buf;
1027                 io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
1028
1029                 remove_trim_entry(td, ipo);
1030                 free(ipo);
1031                 dprint(FD_VERIFY, "get_next_verify: ret io_u %p\n", io_u);
1032                 return 0;
1033         }
1034
1035         dprint(FD_VERIFY, "get_next_verify: empty\n");
1036         return 1;
1037 }
1038
1039 void fio_verify_init(struct thread_data *td)
1040 {
1041         if (td->o.verify == VERIFY_CRC32C_INTEL ||
1042             td->o.verify == VERIFY_CRC32C) {
1043                 crc32c_intel_probe();
1044         }
1045 }
1046
1047 static void *verify_async_thread(void *data)
1048 {
1049         struct thread_data *td = data;
1050         struct io_u *io_u;
1051         int ret = 0;
1052
1053         if (td->o.verify_cpumask_set &&
1054             fio_setaffinity(td->pid, td->o.verify_cpumask)) {
1055                 log_err("fio: failed setting verify thread affinity\n");
1056                 goto done;
1057         }
1058
1059         do {
1060                 FLIST_HEAD(list);
1061
1062                 read_barrier();
1063                 if (td->verify_thread_exit)
1064                         break;
1065
1066                 pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
1067
1068                 while (flist_empty(&td->verify_list) &&
1069                        !td->verify_thread_exit) {
1070                         ret = pthread_cond_wait(&td->verify_cond,
1071                                                         &td->io_u_lock);
1072                         if (ret) {
1073                                 pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1074                                 break;
1075                         }
1076                 }
1077
1078                 flist_splice_init(&td->verify_list, &list);
1079                 pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1080
1081                 if (flist_empty(&list))
1082                         continue;
1083
1084                 while (!flist_empty(&list)) {
1085                         io_u = flist_entry(list.next, struct io_u, verify_list);
1086                         flist_del(&io_u->verify_list);
1087
1088                         ret = verify_io_u(td, io_u);
1089                         put_io_u(td, io_u);
1090                         if (!ret)
1091                                 continue;
1092                         if (td_non_fatal_error(td, ERROR_TYPE_VERIFY_BIT, ret)) {
1093                                 update_error_count(td, ret);
1094                                 td_clear_error(td);
1095                                 ret = 0;
1096                         }
1097                 }
1098         } while (!ret);
1099
1100         if (ret) {
1101                 td_verror(td, ret, "async_verify");
1102                 if (td->o.verify_fatal)
1103                         td->terminate = 1;
1104         }
1105
1106 done:
1107         pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
1108         td->nr_verify_threads--;
1109         pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1110
1111         pthread_cond_signal(&td->free_cond);
1112         return NULL;
1113 }
1114
1115 int verify_async_init(struct thread_data *td)
1116 {
1117         int i, ret;
1118         pthread_attr_t attr;
1119
1120         pthread_attr_init(&attr);
1121         pthread_attr_setstacksize(&attr, PTHREAD_STACK_MIN);
1122
1123         td->verify_thread_exit = 0;
1124
1125         td->verify_threads = malloc(sizeof(pthread_t) * td->o.verify_async);
1126         for (i = 0; i < td->o.verify_async; i++) {
1127                 ret = pthread_create(&td->verify_threads[i], &attr,
1128                                         verify_async_thread, td);
1129                 if (ret) {
1130                         log_err("fio: async verify creation failed: %s\n",
1131                                         strerror(ret));
1132                         break;
1133                 }
1134                 ret = pthread_detach(td->verify_threads[i]);
1135                 if (ret) {
1136                         log_err("fio: async verify thread detach failed: %s\n",
1137                                         strerror(ret));
1138                         break;
1139                 }
1140                 td->nr_verify_threads++;
1141         }
1142
1143         pthread_attr_destroy(&attr);
1144
1145         if (i != td->o.verify_async) {
1146                 log_err("fio: only %d verify threads started, exiting\n", i);
1147                 td->verify_thread_exit = 1;
1148                 write_barrier();
1149                 pthread_cond_broadcast(&td->verify_cond);
1150                 return 1;
1151         }
1152
1153         return 0;
1154 }
1155
1156 void verify_async_exit(struct thread_data *td)
1157 {
1158         td->verify_thread_exit = 1;
1159         write_barrier();
1160         pthread_cond_broadcast(&td->verify_cond);
1161
1162         pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
1163
1164         while (td->nr_verify_threads)
1165                 pthread_cond_wait(&td->free_cond, &td->io_u_lock);
1166
1167         pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1168         free(td->verify_threads);
1169         td->verify_threads = NULL;
1170 }