[PATCH] Cleanup the io engine methods
[fio.git] / fio.c
1 /*
2  * fio - the flexible io tester
3  *
4  * Copyright (C) 2005 Jens Axboe <axboe@suse.de>
5  * Copyright (C) 2006 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
6  *
7  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
9  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
10  *  (at your option) any later version.
11  *
12  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
13  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15  *  GNU General Public License for more details.
16  *
17  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
18  *  along with this program; if not, write to the Free Software
19  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
20  *
21  */
22 #include <unistd.h>
23 #include <fcntl.h>
24 #include <string.h>
25 #include <signal.h>
26 #include <time.h>
27 #include <assert.h>
28 #include <sys/stat.h>
29 #include <sys/wait.h>
30 #include <sys/ipc.h>
31 #include <sys/shm.h>
32 #include <sys/ioctl.h>
33 #include <sys/mman.h>
34
35 #include "fio.h"
36 #include "os.h"
37
38 #define MASK    (4095)
39
40 #define ALIGN(buf)      (char *) (((unsigned long) (buf) + MASK) & ~(MASK))
41
42 int groupid = 0;
43 int thread_number = 0;
44 static char run_str[MAX_JOBS + 1];
45 int shm_id = 0;
46 static struct timeval genesis;
47 int temp_stall_ts;
48 char *fio_inst_prefix = _INST_PREFIX;
49
50 static void print_thread_status(void);
51
52 extern unsigned long long mlock_size;
53
54 /*
55  * Thread life cycle. Once a thread has a runstate beyond TD_INITIALIZED, it
56  * will never back again. It may cycle between running/verififying/fsyncing.
57  * Once the thread reaches TD_EXITED, it is just waiting for the core to
58  * reap it.
59  */
60 enum {
61         TD_NOT_CREATED = 0,
62         TD_CREATED,
63         TD_INITIALIZED,
64         TD_RUNNING,
65         TD_VERIFYING,
66         TD_FSYNCING,
67         TD_EXITED,
68         TD_REAPED,
69 };
70
71 #define should_fsync(td)        ((td_write(td) || td_rw(td)) && (!(td)->odirect || (td)->override_sync))
72
73 static volatile int startup_sem;
74
75 #define TERMINATE_ALL           (-1)
76 #define JOB_START_TIMEOUT       (5 * 1000)
77
78 static void terminate_threads(int group_id)
79 {
80         int i;
81
82         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
83                 struct thread_data *td = &threads[i];
84
85                 if (group_id == TERMINATE_ALL || groupid == td->groupid) {
86                         td->terminate = 1;
87                         td->start_delay = 0;
88                 }
89         }
90 }
91
92 static void sig_handler(int sig)
93 {
94         switch (sig) {
95                 case SIGALRM:
96                         update_io_ticks();
97                         disk_util_timer_arm();
98                         print_thread_status();
99                         break;
100                 default:
101                         printf("\nfio: terminating on signal\n");
102                         fflush(stdout);
103                         terminate_threads(TERMINATE_ALL);
104                         break;
105         }
106 }
107
108 /*
109  * The ->file_map[] contains a map of blocks we have or have not done io
110  * to yet. Used to make sure we cover the entire range in a fair fashion.
111  */
112 static int random_map_free(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
113                            unsigned long long block)
114 {
115         unsigned int idx = RAND_MAP_IDX(td, f, block);
116         unsigned int bit = RAND_MAP_BIT(td, f, block);
117
118         return (f->file_map[idx] & (1UL << bit)) == 0;
119 }
120
121 /*
122  * Return the next free block in the map.
123  */
124 static int get_next_free_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
125                                unsigned long long *b)
126 {
127         int i;
128
129         *b = 0;
130         i = 0;
131         while ((*b) * td->min_bs < f->file_size) {
132                 if (f->file_map[i] != -1UL) {
133                         *b += ffz(f->file_map[i]);
134                         return 0;
135                 }
136
137                 *b += BLOCKS_PER_MAP;
138                 i++;
139         }
140
141         return 1;
142 }
143
144 /*
145  * Mark a given offset as used in the map.
146  */
147 static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
148                             struct io_u *io_u)
149 {
150         unsigned long long block = io_u->offset / (unsigned long long) td->min_bs;
151         unsigned int blocks = 0;
152
153         while (blocks < (io_u->buflen / td->min_bs)) {
154                 unsigned int idx, bit;
155
156                 if (!random_map_free(td, f, block))
157                         break;
158
159                 idx = RAND_MAP_IDX(td, f, block);
160                 bit = RAND_MAP_BIT(td, f, block);
161
162                 assert(idx < f->num_maps);
163
164                 f->file_map[idx] |= (1UL << bit);
165                 block++;
166                 blocks++;
167         }
168
169         if ((blocks * td->min_bs) < io_u->buflen)
170                 io_u->buflen = blocks * td->min_bs;
171 }
172
173 /*
174  * For random io, generate a random new block and see if it's used. Repeat
175  * until we find a free one. For sequential io, just return the end of
176  * the last io issued.
177  */
178 static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
179                            unsigned long long *offset)
180 {
181         unsigned long long b, rb;
182         long r;
183
184         if (!td->sequential) {
185                 unsigned long long max_blocks = td->io_size / td->min_bs;
186                 int loops = 50;
187
188                 do {
189                         r = os_random_long(&td->random_state);
190                         b = ((max_blocks - 1) * r / (unsigned long long) (RAND_MAX+1.0));
191                         rb = b + (f->file_offset / td->min_bs);
192                         loops--;
193                 } while (!random_map_free(td, f, rb) && loops);
194
195                 if (!loops) {
196                         if (get_next_free_block(td, f, &b))
197                                 return 1;
198                 }
199         } else
200                 b = f->last_pos / td->min_bs;
201
202         *offset = (b * td->min_bs) + f->file_offset;
203         if (*offset > f->file_size)
204                 return 1;
205
206         return 0;
207 }
208
209 static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td)
210 {
211         unsigned int buflen;
212         long r;
213
214         if (td->min_bs == td->max_bs)
215                 buflen = td->min_bs;
216         else {
217                 r = os_random_long(&td->bsrange_state);
218                 buflen = (1 + (double) (td->max_bs - 1) * r / (RAND_MAX + 1.0));
219                 buflen = (buflen + td->min_bs - 1) & ~(td->min_bs - 1);
220         }
221
222         if (buflen > td->io_size - td->this_io_bytes[td->ddir]) {
223                 /*
224                  * if using direct/raw io, we may not be able to
225                  * shrink the size. so just fail it.
226                  */
227                 if (td->io_ops->flags & FIO_RAWIO)
228                         return 0;
229
230                 buflen = td->io_size - td->this_io_bytes[td->ddir];
231         }
232
233         return buflen;
234 }
235
236 /*
237  * Check if we are above the minimum rate given.
238  */
239 static int check_min_rate(struct thread_data *td, struct timeval *now)
240 {
241         unsigned long spent;
242         unsigned long rate;
243         int ddir = td->ddir;
244
245         /*
246          * allow a 2 second settle period in the beginning
247          */
248         if (mtime_since(&td->start, now) < 2000)
249                 return 0;
250
251         /*
252          * if rate blocks is set, sample is running
253          */
254         if (td->rate_bytes) {
255                 spent = mtime_since(&td->lastrate, now);
256                 if (spent < td->ratecycle)
257                         return 0;
258
259                 rate = (td->this_io_bytes[ddir] - td->rate_bytes) / spent;
260                 if (rate < td->ratemin) {
261                         fprintf(f_out, "%s: min rate %d not met, got %ldKiB/sec\n", td->name, td->ratemin, rate);
262                         if (rate_quit)
263                                 terminate_threads(td->groupid);
264                         return 1;
265                 }
266         }
267
268         td->rate_bytes = td->this_io_bytes[ddir];
269         memcpy(&td->lastrate, now, sizeof(*now));
270         return 0;
271 }
272
273 static inline int runtime_exceeded(struct thread_data *td, struct timeval *t)
274 {
275         if (!td->timeout)
276                 return 0;
277         if (mtime_since(&td->epoch, t) >= td->timeout * 1000)
278                 return 1;
279
280         return 0;
281 }
282
283 static void fill_random_bytes(struct thread_data *td,
284                               unsigned char *p, unsigned int len)
285 {
286         unsigned int todo;
287         double r;
288
289         while (len) {
290                 r = os_random_double(&td->verify_state);
291
292                 /*
293                  * lrand48_r seems to be broken and only fill the bottom
294                  * 32-bits, even on 64-bit archs with 64-bit longs
295                  */
296                 todo = sizeof(r);
297                 if (todo > len)
298                         todo = len;
299
300                 memcpy(p, &r, todo);
301
302                 len -= todo;
303                 p += todo;
304         }
305 }
306
307 static void hexdump(void *buffer, int len)
308 {
309         unsigned char *p = buffer;
310         int i;
311
312         for (i = 0; i < len; i++)
313                 fprintf(f_out, "%02x", p[i]);
314         fprintf(f_out, "\n");
315 }
316
317 static int verify_io_u_crc32(struct verify_header *hdr, struct io_u *io_u)
318 {
319         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
320         unsigned long c;
321
322         p += sizeof(*hdr);
323         c = crc32(p, hdr->len - sizeof(*hdr));
324
325         if (c != hdr->crc32) {
326                 log_err("crc32: verify failed at %llu/%u\n", io_u->offset, io_u->buflen);
327                 log_err("crc32: wanted %lx, got %lx\n", hdr->crc32, c);
328                 return 1;
329         }
330
331         return 0;
332 }
333
334 static int verify_io_u_md5(struct verify_header *hdr, struct io_u *io_u)
335 {
336         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
337         struct md5_ctx md5_ctx;
338
339         memset(&md5_ctx, 0, sizeof(md5_ctx));
340         p += sizeof(*hdr);
341         md5_update(&md5_ctx, p, hdr->len - sizeof(*hdr));
342
343         if (memcmp(hdr->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash))) {
344                 log_err("md5: verify failed at %llu/%u\n", io_u->offset, io_u->buflen);
345                 hexdump(hdr->md5_digest, sizeof(hdr->md5_digest));
346                 hexdump(md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
347                 return 1;
348         }
349
350         return 0;
351 }
352
353 static int verify_io_u(struct io_u *io_u)
354 {
355         struct verify_header *hdr = (struct verify_header *) io_u->buf;
356         int ret;
357
358         if (hdr->fio_magic != FIO_HDR_MAGIC)
359                 return 1;
360
361         if (hdr->verify_type == VERIFY_MD5)
362                 ret = verify_io_u_md5(hdr, io_u);
363         else if (hdr->verify_type == VERIFY_CRC32)
364                 ret = verify_io_u_crc32(hdr, io_u);
365         else {
366                 log_err("Bad verify type %d\n", hdr->verify_type);
367                 ret = 1;
368         }
369
370         return ret;
371 }
372
373 static void fill_crc32(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
374 {
375         hdr->crc32 = crc32(p, len);
376 }
377
378 static void fill_md5(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
379 {
380         struct md5_ctx md5_ctx;
381
382         memset(&md5_ctx, 0, sizeof(md5_ctx));
383         md5_update(&md5_ctx, p, len);
384         memcpy(hdr->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
385 }
386
387 /*
388  * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
389  * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
390  * necessary.
391  */
392 static int get_rw_ddir(struct thread_data *td)
393 {
394         if (td_rw(td)) {
395                 struct timeval now;
396                 unsigned long elapsed;
397
398                 gettimeofday(&now, NULL);
399                 elapsed = mtime_since_now(&td->rwmix_switch);
400
401                 /*
402                  * Check if it's time to seed a new data direction.
403                  */
404                 if (elapsed >= td->rwmixcycle) {
405                         int v;
406                         long r;
407
408                         r = os_random_long(&td->rwmix_state);
409                         v = 1 + (int) (100.0 * (r / (RAND_MAX + 1.0)));
410                         if (v < td->rwmixread)
411                                 td->rwmix_ddir = DDIR_READ;
412                         else
413                                 td->rwmix_ddir = DDIR_WRITE;
414                         memcpy(&td->rwmix_switch, &now, sizeof(now));
415                 }
416                 return td->rwmix_ddir;
417         } else if (td_read(td))
418                 return DDIR_READ;
419         else
420                 return DDIR_WRITE;
421 }
422
423 /*
424  * fill body of io_u->buf with random data and add a header with the
425  * crc32 or md5 sum of that data.
426  */
427 static void populate_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
428 {
429         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
430         struct verify_header hdr;
431
432         hdr.fio_magic = FIO_HDR_MAGIC;
433         hdr.len = io_u->buflen;
434         p += sizeof(hdr);
435         fill_random_bytes(td, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
436
437         if (td->verify == VERIFY_MD5) {
438                 fill_md5(&hdr, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
439                 hdr.verify_type = VERIFY_MD5;
440         } else {
441                 fill_crc32(&hdr, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
442                 hdr.verify_type = VERIFY_CRC32;
443         }
444
445         memcpy(io_u->buf, &hdr, sizeof(hdr));
446 }
447
448 static int td_io_prep(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
449 {
450         if (td->io_ops->prep && td->io_ops->prep(td, io_u))
451                 return 1;
452
453         return 0;
454 }
455
456 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
457 {
458         io_u->file = NULL;
459         list_del(&io_u->list);
460         list_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
461         td->cur_depth--;
462 }
463
464 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
465                      struct io_u *io_u)
466 {
467         /*
468          * If using an iolog, grab next piece if any available.
469          */
470         if (td->read_iolog)
471                 return read_iolog_get(td, io_u);
472
473         /*
474          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next position.
475          */
476         if (!get_next_offset(td, f, &io_u->offset)) {
477                 io_u->buflen = get_next_buflen(td);
478
479                 if (io_u->buflen) {
480                         io_u->ddir = get_rw_ddir(td);
481
482                         /*
483                          * If using a write iolog, store this entry.
484                          */
485                         if (td->write_iolog)
486                                 write_iolog_put(td, io_u);
487
488                         io_u->file = f;
489                         return 0;
490                 }
491         }
492
493         return 1;
494 }
495
496 #define queue_full(td)  list_empty(&(td)->io_u_freelist)
497
498 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
499 {
500         struct io_u *io_u = NULL;
501
502         if (!queue_full(td)) {
503                 io_u = list_entry(td->io_u_freelist.next, struct io_u, list);
504
505                 io_u->error = 0;
506                 io_u->resid = 0;
507                 list_del(&io_u->list);
508                 list_add(&io_u->list, &td->io_u_busylist);
509                 td->cur_depth++;
510         }
511
512         return io_u;
513 }
514
515 /*
516  * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
517  * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped and submitted.
518  */
519 static struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
520 {
521         struct io_u *io_u;
522
523         io_u = __get_io_u(td);
524         if (!io_u)
525                 return NULL;
526
527         if (td->zone_bytes >= td->zone_size) {
528                 td->zone_bytes = 0;
529                 f->last_pos += td->zone_skip;
530         }
531
532         if (fill_io_u(td, f, io_u)) {
533                 put_io_u(td, io_u);
534                 return NULL;
535         }
536
537         if (io_u->buflen + io_u->offset > f->file_size) {
538                 if (td->io_ops->flags & FIO_RAWIO) {
539                         put_io_u(td, io_u);
540                         return NULL;
541                 }
542
543                 io_u->buflen = f->file_size - io_u->offset;
544         }
545
546         if (!io_u->buflen) {
547                 put_io_u(td, io_u);
548                 return NULL;
549         }
550
551         if (!td->read_iolog && !td->sequential)
552                 mark_random_map(td, f, io_u);
553
554         f->last_pos += io_u->buflen;
555
556         if (td->verify != VERIFY_NONE)
557                 populate_io_u(td, io_u);
558
559         if (td_io_prep(td, io_u)) {
560                 put_io_u(td, io_u);
561                 return NULL;
562         }
563
564         gettimeofday(&io_u->start_time, NULL);
565         return io_u;
566 }
567
568 static inline void td_set_runstate(struct thread_data *td, int runstate)
569 {
570         td->runstate = runstate;
571 }
572
573 static int get_next_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
574 {
575         struct io_piece *ipo;
576
577         if (!list_empty(&td->io_hist_list)) {
578                 ipo = list_entry(td->io_hist_list.next, struct io_piece, list);
579
580                 list_del(&ipo->list);
581
582                 io_u->offset = ipo->offset;
583                 io_u->buflen = ipo->len;
584                 io_u->ddir = DDIR_READ;
585                 free(ipo);
586                 return 0;
587         }
588
589         return 1;
590 }
591
592 static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
593 {
594         int old_next_file = td->next_file;
595         struct fio_file *f;
596
597         do {
598                 f = &td->files[td->next_file];
599
600                 td->next_file++;
601                 if (td->next_file >= td->nr_files)
602                         td->next_file = 0;
603
604                 if (f->fd != -1)
605                         break;
606
607                 f = NULL;
608         } while (td->next_file != old_next_file);
609
610         return f;
611 }
612
613 static int td_io_sync(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
614 {
615         if (td->io_ops->sync)
616                 return td->io_ops->sync(td, f);
617
618         return 0;
619 }
620
621 static int td_io_getevents(struct thread_data *td, int min, int max,
622                           struct timespec *t)
623 {
624         return td->io_ops->getevents(td, min, max, t);
625 }
626
627 static int td_io_queue(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
628 {
629         gettimeofday(&io_u->issue_time, NULL);
630
631         return td->io_ops->queue(td, io_u);
632 }
633
634 #define iocb_time(iocb) ((unsigned long) (iocb)->data)
635
636 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
637                          struct io_completion_data *icd)
638 {
639         struct timeval e;
640         unsigned long msec;
641
642         gettimeofday(&e, NULL);
643
644         if (!io_u->error) {
645                 unsigned int bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
646                 const int idx = io_u->ddir;
647
648                 td->io_blocks[idx]++;
649                 td->io_bytes[idx] += bytes;
650                 td->zone_bytes += bytes;
651                 td->this_io_bytes[idx] += bytes;
652
653                 msec = mtime_since(&io_u->issue_time, &e);
654
655                 add_clat_sample(td, idx, msec);
656                 add_bw_sample(td, idx);
657
658                 if ((td_rw(td) || td_write(td)) && idx == DDIR_WRITE)
659                         log_io_piece(td, io_u);
660
661                 icd->bytes_done[idx] += bytes;
662         } else
663                 icd->error = io_u->error;
664 }
665
666 static void ios_completed(struct thread_data *td,struct io_completion_data *icd)
667 {
668         struct io_u *io_u;
669         int i;
670
671         icd->error = 0;
672         icd->bytes_done[0] = icd->bytes_done[1] = 0;
673
674         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
675                 io_u = td->io_ops->event(td, i);
676
677                 io_completed(td, io_u, icd);
678                 put_io_u(td, io_u);
679         }
680 }
681
682 /*
683  * When job exits, we can cancel the in-flight IO if we are using async
684  * io. Attempt to do so.
685  */
686 static void cleanup_pending_aio(struct thread_data *td)
687 {
688         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0};
689         struct list_head *entry, *n;
690         struct io_completion_data icd;
691         struct io_u *io_u;
692         int r;
693
694         /*
695          * get immediately available events, if any
696          */
697         r = td_io_getevents(td, 0, td->cur_depth, &ts);
698         if (r > 0) {
699                 icd.nr = r;
700                 ios_completed(td, &icd);
701         }
702
703         /*
704          * now cancel remaining active events
705          */
706         if (td->io_ops->cancel) {
707                 list_for_each_safe(entry, n, &td->io_u_busylist) {
708                         io_u = list_entry(entry, struct io_u, list);
709
710                         r = td->io_ops->cancel(td, io_u);
711                         if (!r)
712                                 put_io_u(td, io_u);
713                 }
714         }
715
716         if (td->cur_depth) {
717                 r = td_io_getevents(td, td->cur_depth, td->cur_depth, NULL);
718                 if (r > 0) {
719                         icd.nr = r;
720                         ios_completed(td, &icd);
721                 }
722         }
723 }
724
725 static int do_io_u_verify(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
726 {
727         struct io_u *v_io_u = *io_u;
728         int ret = 0;
729
730         if (v_io_u) {
731                 ret = verify_io_u(v_io_u);
732                 put_io_u(td, v_io_u);
733                 *io_u = NULL;
734         }
735
736         return ret;
737 }
738
739 /*
740  * The main verify engine. Runs over the writes we previusly submitted,
741  * reads the blocks back in, and checks the crc/md5 of the data.
742  */
743 static void do_verify(struct thread_data *td)
744 {
745         struct timeval t;
746         struct io_u *io_u, *v_io_u = NULL;
747         struct io_completion_data icd;
748         struct fio_file *f;
749         int ret;
750
751         td_set_runstate(td, TD_VERIFYING);
752
753         do {
754                 if (td->terminate)
755                         break;
756
757                 gettimeofday(&t, NULL);
758                 if (runtime_exceeded(td, &t))
759                         break;
760
761                 io_u = __get_io_u(td);
762                 if (!io_u)
763                         break;
764
765                 if (get_next_verify(td, io_u)) {
766                         put_io_u(td, io_u);
767                         break;
768                 }
769
770                 f = get_next_file(td);
771                 if (!f)
772                         break;
773
774                 io_u->file = f;
775
776                 if (td_io_prep(td, io_u)) {
777                         put_io_u(td, io_u);
778                         break;
779                 }
780
781                 ret = td_io_queue(td, io_u);
782                 if (ret) {
783                         put_io_u(td, io_u);
784                         td_verror(td, ret);
785                         break;
786                 }
787
788                 /*
789                  * we have one pending to verify, do that while
790                  * we are doing io on the next one
791                  */
792                 if (do_io_u_verify(td, &v_io_u))
793                         break;
794
795                 ret = td_io_getevents(td, 1, 1, NULL);
796                 if (ret != 1) {
797                         if (ret < 0)
798                                 td_verror(td, ret);
799                         break;
800                 }
801
802                 v_io_u = td->io_ops->event(td, 0);
803                 icd.nr = 1;
804                 icd.error = 0;
805                 io_completed(td, v_io_u, &icd);
806
807                 if (icd.error) {
808                         td_verror(td, icd.error);
809                         put_io_u(td, v_io_u);
810                         v_io_u = NULL;
811                         break;
812                 }
813
814                 /*
815                  * if we can't submit more io, we need to verify now
816                  */
817                 if (queue_full(td) && do_io_u_verify(td, &v_io_u))
818                         break;
819
820         } while (1);
821
822         do_io_u_verify(td, &v_io_u);
823
824         if (td->cur_depth)
825                 cleanup_pending_aio(td);
826
827         td_set_runstate(td, TD_RUNNING);
828 }
829
830 /*
831  * Not really an io thread, all it does is burn CPU cycles in the specified
832  * manner.
833  */
834 static void do_cpuio(struct thread_data *td)
835 {
836         struct timeval e;
837         int split = 100 / td->cpuload;
838         int i = 0;
839
840         while (!td->terminate) {
841                 gettimeofday(&e, NULL);
842
843                 if (runtime_exceeded(td, &e))
844                         break;
845
846                 if (!(i % split))
847                         __usec_sleep(10000);
848                 else
849                         usec_sleep(td, 10000);
850
851                 i++;
852         }
853 }
854
855 /*
856  * Main IO worker function. It retrieves io_u's to process and queues
857  * and reaps them, checking for rate and errors along the way.
858  */
859 static void do_io(struct thread_data *td)
860 {
861         struct io_completion_data icd;
862         struct timeval s, e;
863         unsigned long usec;
864         struct fio_file *f;
865         int i;
866
867         td_set_runstate(td, TD_RUNNING);
868
869         while (td->this_io_bytes[td->ddir] < td->io_size) {
870                 struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0};
871                 struct timespec *timeout;
872                 int ret, min_evts = 0;
873                 struct io_u *io_u;
874
875                 if (td->terminate)
876                         break;
877
878                 f = get_next_file(td);
879                 if (!f)
880                         break;
881
882                 io_u = get_io_u(td, f);
883                 if (!io_u)
884                         break;
885
886                 memcpy(&s, &io_u->start_time, sizeof(s));
887
888                 ret = td_io_queue(td, io_u);
889                 if (ret) {
890                         put_io_u(td, io_u);
891                         td_verror(td, ret);
892                         break;
893                 }
894
895                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, mtime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time));
896
897                 if (td->cur_depth < td->iodepth) {
898                         timeout = &ts;
899                         min_evts = 0;
900                 } else {
901                         timeout = NULL;
902                         min_evts = 1;
903                 }
904
905                 ret = td_io_getevents(td, min_evts, td->cur_depth, timeout);
906                 if (ret < 0) {
907                         td_verror(td, ret);
908                         break;
909                 } else if (!ret)
910                         continue;
911
912                 icd.nr = ret;
913                 ios_completed(td, &icd);
914                 if (icd.error) {
915                         td_verror(td, icd.error);
916                         break;
917                 }
918
919                 /*
920                  * the rate is batched for now, it should work for batches
921                  * of completions except the very first one which may look
922                  * a little bursty
923                  */
924                 gettimeofday(&e, NULL);
925                 usec = utime_since(&s, &e);
926
927                 rate_throttle(td, usec, icd.bytes_done[td->ddir]);
928
929                 if (check_min_rate(td, &e)) {
930                         td_verror(td, ENOMEM);
931                         break;
932                 }
933
934                 if (runtime_exceeded(td, &e))
935                         break;
936
937                 if (td->thinktime)
938                         usec_sleep(td, td->thinktime);
939
940                 if (should_fsync(td) && td->fsync_blocks &&
941                     (td->io_blocks[DDIR_WRITE] % td->fsync_blocks) == 0)
942                         td_io_sync(td, f);
943         }
944
945         if (td->cur_depth)
946                 cleanup_pending_aio(td);
947
948         if (should_fsync(td) && td->end_fsync) {
949                 td_set_runstate(td, TD_FSYNCING);
950                 for_each_file(td, f, i)
951                         td_io_sync(td, f);
952         }
953 }
954
955 static int td_io_init(struct thread_data *td)
956 {
957         if (td->io_ops->init)
958                 return td->io_ops->init(td);
959
960         return 0;
961 }
962
963 static void cleanup_io_u(struct thread_data *td)
964 {
965         struct list_head *entry, *n;
966         struct io_u *io_u;
967
968         list_for_each_safe(entry, n, &td->io_u_freelist) {
969                 io_u = list_entry(entry, struct io_u, list);
970
971                 list_del(&io_u->list);
972                 free(io_u);
973         }
974
975         if (td->mem_type == MEM_MALLOC)
976                 free(td->orig_buffer);
977         else if (td->mem_type == MEM_SHM) {
978                 struct shmid_ds sbuf;
979
980                 shmdt(td->orig_buffer);
981                 shmctl(td->shm_id, IPC_RMID, &sbuf);
982         } else if (td->mem_type == MEM_MMAP)
983                 munmap(td->orig_buffer, td->orig_buffer_size);
984         else
985                 log_err("Bad memory type %d\n", td->mem_type);
986
987         td->orig_buffer = NULL;
988 }
989
990 static int init_io_u(struct thread_data *td)
991 {
992         struct io_u *io_u;
993         int i, max_units;
994         char *p;
995
996         if (td->io_ops->flags & FIO_CPUIO)
997                 return 0;
998
999         if (td->io_ops->flags & FIO_SYNCIO)
1000                 max_units = 1;
1001         else
1002                 max_units = td->iodepth;
1003
1004         td->orig_buffer_size = td->max_bs * max_units + MASK;
1005
1006         if (td->mem_type == MEM_MALLOC)
1007                 td->orig_buffer = malloc(td->orig_buffer_size);
1008         else if (td->mem_type == MEM_SHM) {
1009                 td->shm_id = shmget(IPC_PRIVATE, td->orig_buffer_size, IPC_CREAT | 0600);
1010                 if (td->shm_id < 0) {
1011                         td_verror(td, errno);
1012                         perror("shmget");
1013                         return 1;
1014                 }
1015
1016                 td->orig_buffer = shmat(td->shm_id, NULL, 0);
1017                 if (td->orig_buffer == (void *) -1) {
1018                         td_verror(td, errno);
1019                         perror("shmat");
1020                         td->orig_buffer = NULL;
1021                         return 1;
1022                 }
1023         } else if (td->mem_type == MEM_MMAP) {
1024                 td->orig_buffer = mmap(NULL, td->orig_buffer_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | OS_MAP_ANON, 0, 0);
1025                 if (td->orig_buffer == MAP_FAILED) {
1026                         td_verror(td, errno);
1027                         perror("mmap");
1028                         td->orig_buffer = NULL;
1029                         return 1;
1030                 }
1031         }
1032
1033         p = ALIGN(td->orig_buffer);
1034         for (i = 0; i < max_units; i++) {
1035                 io_u = malloc(sizeof(*io_u));
1036                 memset(io_u, 0, sizeof(*io_u));
1037                 INIT_LIST_HEAD(&io_u->list);
1038
1039                 io_u->buf = p + td->max_bs * i;
1040                 io_u->index = i;
1041                 list_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
1042         }
1043
1044         return 0;
1045 }
1046
1047 static int switch_ioscheduler(struct thread_data *td)
1048 {
1049         char tmp[256], tmp2[128];
1050         FILE *f;
1051         int ret;
1052
1053         sprintf(tmp, "%s/queue/scheduler", td->sysfs_root);
1054
1055         f = fopen(tmp, "r+");
1056         if (!f) {
1057                 td_verror(td, errno);
1058                 return 1;
1059         }
1060
1061         /*
1062          * Set io scheduler.
1063          */
1064         ret = fwrite(td->ioscheduler, strlen(td->ioscheduler), 1, f);
1065         if (ferror(f) || ret != 1) {
1066                 td_verror(td, errno);
1067                 fclose(f);
1068                 return 1;
1069         }
1070
1071         rewind(f);
1072
1073         /*
1074          * Read back and check that the selected scheduler is now the default.
1075          */
1076         ret = fread(tmp, 1, sizeof(tmp), f);
1077         if (ferror(f) || ret < 0) {
1078                 td_verror(td, errno);
1079                 fclose(f);
1080                 return 1;
1081         }
1082
1083         sprintf(tmp2, "[%s]", td->ioscheduler);
1084         if (!strstr(tmp, tmp2)) {
1085                 log_err("fio: io scheduler %s not found\n", td->ioscheduler);
1086                 td_verror(td, EINVAL);
1087                 fclose(f);
1088                 return 1;
1089         }
1090
1091         fclose(f);
1092         return 0;
1093 }
1094
1095 static void clear_io_state(struct thread_data *td)
1096 {
1097         struct fio_file *f;
1098         int i;
1099
1100         td->stat_io_bytes[0] = td->stat_io_bytes[1] = 0;
1101         td->this_io_bytes[0] = td->this_io_bytes[1] = 0;
1102         td->zone_bytes = 0;
1103
1104         for_each_file(td, f, i) {
1105                 f->last_pos = 0;
1106                 if (td->io_ops->flags & FIO_SYNCIO)
1107                         lseek(f->fd, SEEK_SET, 0);
1108
1109                 if (f->file_map)
1110                         memset(f->file_map, 0, f->num_maps * sizeof(long));
1111         }
1112 }
1113
1114 /*
1115  * Entry point for the thread based jobs. The process based jobs end up
1116  * here as well, after a little setup.
1117  */
1118 static void *thread_main(void *data)
1119 {
1120         struct thread_data *td = data;
1121
1122         if (!td->use_thread)
1123                 setsid();
1124
1125         td->pid = getpid();
1126
1127         INIT_LIST_HEAD(&td->io_u_freelist);
1128         INIT_LIST_HEAD(&td->io_u_busylist);
1129         INIT_LIST_HEAD(&td->io_hist_list);
1130         INIT_LIST_HEAD(&td->io_log_list);
1131
1132         if (init_io_u(td))
1133                 goto err;
1134
1135         if (fio_setaffinity(td) == -1) {
1136                 td_verror(td, errno);
1137                 goto err;
1138         }
1139
1140         if (td_io_init(td))
1141                 goto err;
1142
1143         if (init_iolog(td))
1144                 goto err;
1145
1146         if (td->ioprio) {
1147                 if (ioprio_set(IOPRIO_WHO_PROCESS, 0, td->ioprio) == -1) {
1148                         td_verror(td, errno);
1149                         goto err;
1150                 }
1151         }
1152
1153         if (nice(td->nice) == -1) {
1154                 td_verror(td, errno);
1155                 goto err;
1156         }
1157
1158         if (init_random_state(td))
1159                 goto err;
1160
1161         if (td->ioscheduler && switch_ioscheduler(td))
1162                 goto err;
1163
1164         td_set_runstate(td, TD_INITIALIZED);
1165         fio_sem_up(&startup_sem);
1166         fio_sem_down(&td->mutex);
1167
1168         if (!td->create_serialize && setup_files(td))
1169                 goto err;
1170
1171         gettimeofday(&td->epoch, NULL);
1172
1173         if (td->exec_prerun)
1174                 system(td->exec_prerun);
1175
1176         while (td->loops--) {
1177                 getrusage(RUSAGE_SELF, &td->ru_start);
1178                 gettimeofday(&td->start, NULL);
1179                 memcpy(&td->stat_sample_time, &td->start, sizeof(td->start));
1180
1181                 if (td->ratemin)
1182                         memcpy(&td->lastrate, &td->stat_sample_time, sizeof(td->lastrate));
1183
1184                 clear_io_state(td);
1185                 prune_io_piece_log(td);
1186
1187                 if (td->io_ops->flags & FIO_CPUIO)
1188                         do_cpuio(td);
1189                 else
1190                         do_io(td);
1191
1192                 td->runtime[td->ddir] += mtime_since_now(&td->start);
1193                 if (td_rw(td) && td->io_bytes[td->ddir ^ 1])
1194                         td->runtime[td->ddir ^ 1] = td->runtime[td->ddir];
1195
1196                 update_rusage_stat(td);
1197
1198                 if (td->error || td->terminate)
1199                         break;
1200
1201                 if (td->verify == VERIFY_NONE)
1202                         continue;
1203
1204                 clear_io_state(td);
1205                 gettimeofday(&td->start, NULL);
1206
1207                 do_verify(td);
1208
1209                 td->runtime[DDIR_READ] += mtime_since_now(&td->start);
1210
1211                 if (td->error || td->terminate)
1212                         break;
1213         }
1214
1215         if (td->bw_log)
1216                 finish_log(td, td->bw_log, "bw");
1217         if (td->slat_log)
1218                 finish_log(td, td->slat_log, "slat");
1219         if (td->clat_log)
1220                 finish_log(td, td->clat_log, "clat");
1221         if (td->write_iolog)
1222                 write_iolog_close(td);
1223         if (td->exec_postrun)
1224                 system(td->exec_postrun);
1225
1226         if (exitall_on_terminate)
1227                 terminate_threads(td->groupid);
1228
1229 err:
1230         close_files(td);
1231         close_ioengine(td);
1232         cleanup_io_u(td);
1233         td_set_runstate(td, TD_EXITED);
1234         return NULL;
1235
1236 }
1237
1238 /*
1239  * We cannot pass the td data into a forked process, so attach the td and
1240  * pass it to the thread worker.
1241  */
1242 static void *fork_main(int shmid, int offset)
1243 {
1244         struct thread_data *td;
1245         void *data;
1246
1247         data = shmat(shmid, NULL, 0);
1248         if (data == (void *) -1) {
1249                 perror("shmat");
1250                 return NULL;
1251         }
1252
1253         td = data + offset * sizeof(struct thread_data);
1254         thread_main(td);
1255         shmdt(data);
1256         return NULL;
1257 }
1258
1259 /*
1260  * Sets the status of the 'td' in the printed status map.
1261  */
1262 static void check_str_update(struct thread_data *td)
1263 {
1264         char c = run_str[td->thread_number - 1];
1265
1266         switch (td->runstate) {
1267                 case TD_REAPED:
1268                         c = '_';
1269                         break;
1270                 case TD_EXITED:
1271                         c = 'E';
1272                         break;
1273                 case TD_RUNNING:
1274                         if (td_rw(td)) {
1275                                 if (td->sequential)
1276                                         c = 'M';
1277                                 else
1278                                         c = 'm';
1279                         } else if (td_read(td)) {
1280                                 if (td->sequential)
1281                                         c = 'R';
1282                                 else
1283                                         c = 'r';
1284                         } else {
1285                                 if (td->sequential)
1286                                         c = 'W';
1287                                 else
1288                                         c = 'w';
1289                         }
1290                         break;
1291                 case TD_VERIFYING:
1292                         c = 'V';
1293                         break;
1294                 case TD_FSYNCING:
1295                         c = 'F';
1296                         break;
1297                 case TD_CREATED:
1298                         c = 'C';
1299                         break;
1300                 case TD_INITIALIZED:
1301                         c = 'I';
1302                         break;
1303                 case TD_NOT_CREATED:
1304                         c = 'P';
1305                         break;
1306                 default:
1307                         log_err("state %d\n", td->runstate);
1308         }
1309
1310         run_str[td->thread_number - 1] = c;
1311 }
1312
1313 /*
1314  * Convert seconds to a printable string.
1315  */
1316 static void eta_to_str(char *str, int eta_sec)
1317 {
1318         unsigned int d, h, m, s;
1319         static int always_d, always_h;
1320
1321         d = h = m = s = 0;
1322
1323         s = eta_sec % 60;
1324         eta_sec /= 60;
1325         m = eta_sec % 60;
1326         eta_sec /= 60;
1327         h = eta_sec % 24;
1328         eta_sec /= 24;
1329         d = eta_sec;
1330
1331         if (d || always_d) {
1332                 always_d = 1;
1333                 str += sprintf(str, "%02dd:", d);
1334         }
1335         if (h || always_h) {
1336                 always_h = 1;
1337                 str += sprintf(str, "%02dh:", h);
1338         }
1339
1340         str += sprintf(str, "%02dm:", m);
1341         str += sprintf(str, "%02ds", s);
1342 }
1343
1344 /*
1345  * Best effort calculation of the estimated pending runtime of a job.
1346  */
1347 static int thread_eta(struct thread_data *td, unsigned long elapsed)
1348 {
1349         unsigned long long bytes_total, bytes_done;
1350         unsigned int eta_sec = 0;
1351
1352         bytes_total = td->total_io_size;
1353
1354         if (td->zone_size && td->zone_skip)
1355                 bytes_total /= (td->zone_skip / td->zone_size);
1356
1357         if (td->runstate == TD_RUNNING || td->runstate == TD_VERIFYING) {
1358                 double perc;
1359
1360                 bytes_done = td->io_bytes[DDIR_READ] + td->io_bytes[DDIR_WRITE];
1361                 perc = (double) bytes_done / (double) bytes_total;
1362                 if (perc > 1.0)
1363                         perc = 1.0;
1364
1365                 eta_sec = (elapsed * (1.0 / perc)) - elapsed;
1366
1367                 if (td->timeout && eta_sec > (td->timeout - elapsed))
1368                         eta_sec = td->timeout - elapsed;
1369         } else if (td->runstate == TD_NOT_CREATED || td->runstate == TD_CREATED
1370                         || td->runstate == TD_INITIALIZED) {
1371                 int t_eta = 0, r_eta = 0;
1372
1373                 /*
1374                  * We can only guess - assume it'll run the full timeout
1375                  * if given, otherwise assume it'll run at the specified rate.
1376                  */
1377                 if (td->timeout)
1378                         t_eta = td->timeout + td->start_delay - elapsed;
1379                 if (td->rate) {
1380                         r_eta = (bytes_total / 1024) / td->rate;
1381                         r_eta += td->start_delay - elapsed;
1382                 }
1383
1384                 if (r_eta && t_eta)
1385                         eta_sec = min(r_eta, t_eta);
1386                 else if (r_eta)
1387                         eta_sec = r_eta;
1388                 else if (t_eta)
1389                         eta_sec = t_eta;
1390                 else
1391                         eta_sec = 0;
1392         } else {
1393                 /*
1394                  * thread is already done or waiting for fsync
1395                  */
1396                 eta_sec = 0;
1397         }
1398
1399         return eta_sec;
1400 }
1401
1402 /*
1403  * Print status of the jobs we know about. This includes rate estimates,
1404  * ETA, thread state, etc.
1405  */
1406 static void print_thread_status(void)
1407 {
1408         unsigned long elapsed = time_since_now(&genesis);
1409         int i, nr_running, nr_pending, t_rate, m_rate, *eta_secs, eta_sec;
1410         char eta_str[32];
1411         double perc = 0.0;
1412
1413         if (temp_stall_ts || terse_output)
1414                 return;
1415
1416         eta_secs = malloc(thread_number * sizeof(int));
1417         memset(eta_secs, 0, thread_number * sizeof(int));
1418
1419         nr_pending = nr_running = t_rate = m_rate = 0;
1420         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1421                 struct thread_data *td = &threads[i];
1422
1423                 if (td->runstate == TD_RUNNING || td->runstate == TD_VERIFYING||
1424                     td->runstate == TD_FSYNCING) {
1425                         nr_running++;
1426                         t_rate += td->rate;
1427                         m_rate += td->ratemin;
1428                 } else if (td->runstate < TD_RUNNING)
1429                         nr_pending++;
1430
1431                 if (elapsed >= 3)
1432                         eta_secs[i] = thread_eta(td, elapsed);
1433                 else
1434                         eta_secs[i] = INT_MAX;
1435
1436                 check_str_update(td);
1437         }
1438
1439         if (exitall_on_terminate)
1440                 eta_sec = INT_MAX;
1441         else
1442                 eta_sec = 0;
1443
1444         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1445                 if (exitall_on_terminate) {
1446                         if (eta_secs[i] < eta_sec)
1447                                 eta_sec = eta_secs[i];
1448                 } else {
1449                         if (eta_secs[i] > eta_sec)
1450                                 eta_sec = eta_secs[i];
1451                 }
1452         }
1453
1454         if (eta_sec != INT_MAX && elapsed) {
1455                 perc = (double) elapsed / (double) (elapsed + eta_sec);
1456                 eta_to_str(eta_str, eta_sec);
1457         }
1458
1459         if (!nr_running && !nr_pending)
1460                 return;
1461
1462         printf("Threads running: %d", nr_running);
1463         if (m_rate || t_rate)
1464                 printf(", commitrate %d/%dKiB/sec", t_rate, m_rate);
1465         if (eta_sec != INT_MAX && nr_running) {
1466                 perc *= 100.0;
1467                 printf(": [%s] [%3.2f%% done] [eta %s]", run_str, perc,eta_str);
1468         }
1469         printf("\r");
1470         fflush(stdout);
1471         free(eta_secs);
1472 }
1473
1474 /*
1475  * Run over the job map and reap the threads that have exited, if any.
1476  */
1477 static void reap_threads(int *nr_running, int *t_rate, int *m_rate)
1478 {
1479         int i, cputhreads;
1480
1481         /*
1482          * reap exited threads (TD_EXITED -> TD_REAPED)
1483          */
1484         for (i = 0, cputhreads = 0; i < thread_number; i++) {
1485                 struct thread_data *td = &threads[i];
1486
1487                 if (td->io_ops->flags & FIO_CPUIO)
1488                         cputhreads++;
1489
1490                 if (td->runstate != TD_EXITED)
1491                         continue;
1492
1493                 td_set_runstate(td, TD_REAPED);
1494
1495                 if (td->use_thread) {
1496                         long ret;
1497
1498                         if (pthread_join(td->thread, (void *) &ret))
1499                                 perror("thread_join");
1500                 } else
1501                         waitpid(td->pid, NULL, 0);
1502
1503                 (*nr_running)--;
1504                 (*m_rate) -= td->ratemin;
1505                 (*t_rate) -= td->rate;
1506         }
1507
1508         if (*nr_running == cputhreads)
1509                 terminate_threads(TERMINATE_ALL);
1510 }
1511
1512 static void fio_unpin_memory(void *pinned)
1513 {
1514         if (pinned) {
1515                 if (munlock(pinned, mlock_size) < 0)
1516                         perror("munlock");
1517                 munmap(pinned, mlock_size);
1518         }
1519 }
1520
1521 static void *fio_pin_memory(void)
1522 {
1523         unsigned long long phys_mem;
1524         void *ptr;
1525
1526         if (!mlock_size)
1527                 return NULL;
1528
1529         /*
1530          * Don't allow mlock of more than real_mem-128MB
1531          */
1532         phys_mem = os_phys_mem();
1533         if (phys_mem) {
1534                 if ((mlock_size + 128 * 1024 * 1024) > phys_mem) {
1535                         mlock_size = phys_mem - 128 * 1024 * 1024;
1536                         fprintf(f_out, "fio: limiting mlocked memory to %lluMiB\n", mlock_size >> 20);
1537                 }
1538         }
1539
1540         ptr = mmap(NULL, mlock_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | OS_MAP_ANON, 0, 0);
1541         if (!ptr) {
1542                 perror("malloc locked mem");
1543                 return NULL;
1544         }
1545         if (mlock(ptr, mlock_size) < 0) {
1546                 munmap(ptr, mlock_size);
1547                 perror("mlock");
1548                 return NULL;
1549         }
1550
1551         return ptr;
1552 }
1553
1554 /*
1555  * Main function for kicking off and reaping jobs, as needed.
1556  */
1557 static void run_threads(void)
1558 {
1559         struct thread_data *td;
1560         unsigned long spent;
1561         int i, todo, nr_running, m_rate, t_rate, nr_started;
1562         void *mlocked_mem;
1563
1564         mlocked_mem = fio_pin_memory();
1565
1566         if (!terse_output) {
1567                 printf("Starting %d thread%s\n", thread_number, thread_number > 1 ? "s" : "");
1568                 fflush(stdout);
1569         }
1570
1571         signal(SIGINT, sig_handler);
1572         signal(SIGALRM, sig_handler);
1573
1574         todo = thread_number;
1575         nr_running = 0;
1576         nr_started = 0;
1577         m_rate = t_rate = 0;
1578
1579         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1580                 td = &threads[i];
1581
1582                 run_str[td->thread_number - 1] = 'P';
1583
1584                 init_disk_util(td);
1585
1586                 if (!td->create_serialize)
1587                         continue;
1588
1589                 /*
1590                  * do file setup here so it happens sequentially,
1591                  * we don't want X number of threads getting their
1592                  * client data interspersed on disk
1593                  */
1594                 if (setup_files(td)) {
1595                         td_set_runstate(td, TD_REAPED);
1596                         todo--;
1597                 }
1598         }
1599
1600         gettimeofday(&genesis, NULL);
1601
1602         while (todo) {
1603                 struct thread_data *map[MAX_JOBS];
1604                 struct timeval this_start;
1605                 int this_jobs = 0, left;
1606
1607                 /*
1608                  * create threads (TD_NOT_CREATED -> TD_CREATED)
1609                  */
1610                 for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1611                         td = &threads[i];
1612
1613                         if (td->runstate != TD_NOT_CREATED)
1614                                 continue;
1615
1616                         /*
1617                          * never got a chance to start, killed by other
1618                          * thread for some reason
1619                          */
1620                         if (td->terminate) {
1621                                 todo--;
1622                                 continue;
1623                         }
1624
1625                         if (td->start_delay) {
1626                                 spent = mtime_since_now(&genesis);
1627
1628                                 if (td->start_delay * 1000 > spent)
1629                                         continue;
1630                         }
1631
1632                         if (td->stonewall && (nr_started || nr_running))
1633                                 break;
1634
1635                         /*
1636                          * Set state to created. Thread will transition
1637                          * to TD_INITIALIZED when it's done setting up.
1638                          */
1639                         td_set_runstate(td, TD_CREATED);
1640                         map[this_jobs++] = td;
1641                         fio_sem_init(&startup_sem, 1);
1642                         nr_started++;
1643
1644                         if (td->use_thread) {
1645                                 if (pthread_create(&td->thread, NULL, thread_main, td)) {
1646                                         perror("thread_create");
1647                                         nr_started--;
1648                                 }
1649                         } else {
1650                                 if (fork())
1651                                         fio_sem_down(&startup_sem);
1652                                 else {
1653                                         fork_main(shm_id, i);
1654                                         exit(0);
1655                                 }
1656                         }
1657                 }
1658
1659                 /*
1660                  * Wait for the started threads to transition to
1661                  * TD_INITIALIZED.
1662                  */
1663                 gettimeofday(&this_start, NULL);
1664                 left = this_jobs;
1665                 while (left) {
1666                         if (mtime_since_now(&this_start) > JOB_START_TIMEOUT)
1667                                 break;
1668
1669                         usleep(100000);
1670
1671                         for (i = 0; i < this_jobs; i++) {
1672                                 td = map[i];
1673                                 if (!td)
1674                                         continue;
1675                                 if (td->runstate == TD_INITIALIZED) {
1676                                         map[i] = NULL;
1677                                         left--;
1678                                 } else if (td->runstate >= TD_EXITED) {
1679                                         map[i] = NULL;
1680                                         left--;
1681                                         todo--;
1682                                         nr_running++; /* work-around... */
1683                                 }
1684                         }
1685                 }
1686
1687                 if (left) {
1688                         log_err("fio: %d jobs failed to start\n", left);
1689                         for (i = 0; i < this_jobs; i++) {
1690                                 td = map[i];
1691                                 if (!td)
1692                                         continue;
1693                                 kill(td->pid, SIGTERM);
1694                         }
1695                         break;
1696                 }
1697
1698                 /*
1699                  * start created threads (TD_INITIALIZED -> TD_RUNNING).
1700                  */
1701                 for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1702                         td = &threads[i];
1703
1704                         if (td->runstate != TD_INITIALIZED)
1705                                 continue;
1706
1707                         td_set_runstate(td, TD_RUNNING);
1708                         nr_running++;
1709                         nr_started--;
1710                         m_rate += td->ratemin;
1711                         t_rate += td->rate;
1712                         todo--;
1713                         fio_sem_up(&td->mutex);
1714                 }
1715
1716                 reap_threads(&nr_running, &t_rate, &m_rate);
1717
1718                 if (todo)
1719                         usleep(100000);
1720         }
1721
1722         while (nr_running) {
1723                 reap_threads(&nr_running, &t_rate, &m_rate);
1724                 usleep(10000);
1725         }
1726
1727         update_io_ticks();
1728         fio_unpin_memory(mlocked_mem);
1729 }
1730
1731 int main(int argc, char *argv[])
1732 {
1733         if (parse_options(argc, argv))
1734                 return 1;
1735
1736         if (!thread_number) {
1737                 log_err("Nothing to do\n");
1738                 return 1;
1739         }
1740
1741         disk_util_timer_arm();
1742
1743         run_threads();
1744         show_run_stats();
1745
1746         return 0;
1747 }