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 io_u_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 io_u_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 = io_u_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 = io_u_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 = io_u_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 = io_u_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 = io_u_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 = io_u_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 init_io(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 (init_io(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         /*
1355          * if writing, bytes_total will be twice the size. If mixing,
1356          * assume a 50/50 split and thus bytes_total will be 50% larger.
1357          */
1358         if (td->verify) {
1359                 if (td_rw(td))
1360                         bytes_total = bytes_total * 3 / 2;
1361                 else
1362                         bytes_total <<= 1;
1363         }
1364         if (td->zone_size && td->zone_skip)
1365                 bytes_total /= (td->zone_skip / td->zone_size);
1366
1367         if (td->runstate == TD_RUNNING || td->runstate == TD_VERIFYING) {
1368                 double perc;
1369
1370                 bytes_done = td->io_bytes[DDIR_READ] + td->io_bytes[DDIR_WRITE];
1371                 perc = (double) bytes_done / (double) bytes_total;
1372                 if (perc > 1.0)
1373                         perc = 1.0;
1374
1375                 eta_sec = (elapsed * (1.0 / perc)) - elapsed;
1376
1377                 if (td->timeout && eta_sec > (td->timeout - elapsed))
1378                         eta_sec = td->timeout - elapsed;
1379         } else if (td->runstate == TD_NOT_CREATED || td->runstate == TD_CREATED
1380                         || td->runstate == TD_INITIALIZED) {
1381                 int t_eta = 0, r_eta = 0;
1382
1383                 /*
1384                  * We can only guess - assume it'll run the full timeout
1385                  * if given, otherwise assume it'll run at the specified rate.
1386                  */
1387                 if (td->timeout)
1388                         t_eta = td->timeout + td->start_delay - elapsed;
1389                 if (td->rate) {
1390                         r_eta = (bytes_total / 1024) / td->rate;
1391                         r_eta += td->start_delay - elapsed;
1392                 }
1393
1394                 if (r_eta && t_eta)
1395                         eta_sec = min(r_eta, t_eta);
1396                 else if (r_eta)
1397                         eta_sec = r_eta;
1398                 else if (t_eta)
1399                         eta_sec = t_eta;
1400                 else
1401                         eta_sec = 0;
1402         } else {
1403                 /*
1404                  * thread is already done or waiting for fsync
1405                  */
1406                 eta_sec = 0;
1407         }
1408
1409         return eta_sec;
1410 }
1411
1412 /*
1413  * Print status of the jobs we know about. This includes rate estimates,
1414  * ETA, thread state, etc.
1415  */
1416 static void print_thread_status(void)
1417 {
1418         unsigned long elapsed = time_since_now(&genesis);
1419         int i, nr_running, nr_pending, t_rate, m_rate, *eta_secs, eta_sec;
1420         char eta_str[32];
1421         double perc = 0.0;
1422
1423         if (temp_stall_ts || terse_output)
1424                 return;
1425
1426         eta_secs = malloc(thread_number * sizeof(int));
1427         memset(eta_secs, 0, thread_number * sizeof(int));
1428
1429         nr_pending = nr_running = t_rate = m_rate = 0;
1430         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1431                 struct thread_data *td = &threads[i];
1432
1433                 if (td->runstate == TD_RUNNING || td->runstate == TD_VERIFYING||
1434                     td->runstate == TD_FSYNCING) {
1435                         nr_running++;
1436                         t_rate += td->rate;
1437                         m_rate += td->ratemin;
1438                 } else if (td->runstate < TD_RUNNING)
1439                         nr_pending++;
1440
1441                 if (elapsed >= 3)
1442                         eta_secs[i] = thread_eta(td, elapsed);
1443                 else
1444                         eta_secs[i] = INT_MAX;
1445
1446                 check_str_update(td);
1447         }
1448
1449         if (exitall_on_terminate)
1450                 eta_sec = INT_MAX;
1451         else
1452                 eta_sec = 0;
1453
1454         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1455                 if (exitall_on_terminate) {
1456                         if (eta_secs[i] < eta_sec)
1457                                 eta_sec = eta_secs[i];
1458                 } else {
1459                         if (eta_secs[i] > eta_sec)
1460                                 eta_sec = eta_secs[i];
1461                 }
1462         }
1463
1464         if (eta_sec != INT_MAX && elapsed) {
1465                 perc = (double) elapsed / (double) (elapsed + eta_sec);
1466                 eta_to_str(eta_str, eta_sec);
1467         }
1468
1469         if (!nr_running && !nr_pending)
1470                 return;
1471
1472         printf("Threads running: %d", nr_running);
1473         if (m_rate || t_rate)
1474                 printf(", commitrate %d/%dKiB/sec", t_rate, m_rate);
1475         if (eta_sec != INT_MAX && nr_running) {
1476                 perc *= 100.0;
1477                 printf(": [%s] [%3.2f%% done] [eta %s]", run_str, perc,eta_str);
1478         }
1479         printf("\r");
1480         fflush(stdout);
1481         free(eta_secs);
1482 }
1483
1484 /*
1485  * Run over the job map and reap the threads that have exited, if any.
1486  */
1487 static void reap_threads(int *nr_running, int *t_rate, int *m_rate)
1488 {
1489         int i, cputhreads;
1490
1491         /*
1492          * reap exited threads (TD_EXITED -> TD_REAPED)
1493          */
1494         for (i = 0, cputhreads = 0; i < thread_number; i++) {
1495                 struct thread_data *td = &threads[i];
1496
1497                 if (td->io_ops->flags & FIO_CPUIO)
1498                         cputhreads++;
1499
1500                 if (td->runstate != TD_EXITED)
1501                         continue;
1502
1503                 td_set_runstate(td, TD_REAPED);
1504
1505                 if (td->use_thread) {
1506                         long ret;
1507
1508                         if (pthread_join(td->thread, (void *) &ret))
1509                                 perror("thread_join");
1510                 } else
1511                         waitpid(td->pid, NULL, 0);
1512
1513                 (*nr_running)--;
1514                 (*m_rate) -= td->ratemin;
1515                 (*t_rate) -= td->rate;
1516         }
1517
1518         if (*nr_running == cputhreads)
1519                 terminate_threads(TERMINATE_ALL);
1520 }
1521
1522 static void fio_unpin_memory(void *pinned)
1523 {
1524         if (pinned) {
1525                 if (munlock(pinned, mlock_size) < 0)
1526                         perror("munlock");
1527                 munmap(pinned, mlock_size);
1528         }
1529 }
1530
1531 static void *fio_pin_memory(void)
1532 {
1533         unsigned long long phys_mem;
1534         void *ptr;
1535
1536         if (!mlock_size)
1537                 return NULL;
1538
1539         /*
1540          * Don't allow mlock of more than real_mem-128MB
1541          */
1542         phys_mem = os_phys_mem();
1543         if (phys_mem) {
1544                 if ((mlock_size + 128 * 1024 * 1024) > phys_mem) {
1545                         mlock_size = phys_mem - 128 * 1024 * 1024;
1546                         fprintf(f_out, "fio: limiting mlocked memory to %lluMiB\n", mlock_size >> 20);
1547                 }
1548         }
1549
1550         ptr = mmap(NULL, mlock_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | OS_MAP_ANON, 0, 0);
1551         if (!ptr) {
1552                 perror("malloc locked mem");
1553                 return NULL;
1554         }
1555         if (mlock(ptr, mlock_size) < 0) {
1556                 munmap(ptr, mlock_size);
1557                 perror("mlock");
1558                 return NULL;
1559         }
1560
1561         return ptr;
1562 }
1563
1564 /*
1565  * Main function for kicking off and reaping jobs, as needed.
1566  */
1567 static void run_threads(void)
1568 {
1569         struct thread_data *td;
1570         unsigned long spent;
1571         int i, todo, nr_running, m_rate, t_rate, nr_started;
1572         void *mlocked_mem;
1573
1574         mlocked_mem = fio_pin_memory();
1575
1576         if (!terse_output) {
1577                 printf("Starting %d thread%s\n", thread_number, thread_number > 1 ? "s" : "");
1578                 fflush(stdout);
1579         }
1580
1581         signal(SIGINT, sig_handler);
1582         signal(SIGALRM, sig_handler);
1583
1584         todo = thread_number;
1585         nr_running = 0;
1586         nr_started = 0;
1587         m_rate = t_rate = 0;
1588
1589         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1590                 td = &threads[i];
1591
1592                 run_str[td->thread_number - 1] = 'P';
1593
1594                 init_disk_util(td);
1595
1596                 if (!td->create_serialize)
1597                         continue;
1598
1599                 /*
1600                  * do file setup here so it happens sequentially,
1601                  * we don't want X number of threads getting their
1602                  * client data interspersed on disk
1603                  */
1604                 if (setup_files(td)) {
1605                         td_set_runstate(td, TD_REAPED);
1606                         todo--;
1607                 }
1608         }
1609
1610         gettimeofday(&genesis, NULL);
1611
1612         while (todo) {
1613                 struct thread_data *map[MAX_JOBS];
1614                 struct timeval this_start;
1615                 int this_jobs = 0, left;
1616
1617                 /*
1618                  * create threads (TD_NOT_CREATED -> TD_CREATED)
1619                  */
1620                 for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1621                         td = &threads[i];
1622
1623                         if (td->runstate != TD_NOT_CREATED)
1624                                 continue;
1625
1626                         /*
1627                          * never got a chance to start, killed by other
1628                          * thread for some reason
1629                          */
1630                         if (td->terminate) {
1631                                 todo--;
1632                                 continue;
1633                         }
1634
1635                         if (td->start_delay) {
1636                                 spent = mtime_since_now(&genesis);
1637
1638                                 if (td->start_delay * 1000 > spent)
1639                                         continue;
1640                         }
1641
1642                         if (td->stonewall && (nr_started || nr_running))
1643                                 break;
1644
1645                         /*
1646                          * Set state to created. Thread will transition
1647                          * to TD_INITIALIZED when it's done setting up.
1648                          */
1649                         td_set_runstate(td, TD_CREATED);
1650                         map[this_jobs++] = td;
1651                         fio_sem_init(&startup_sem, 1);
1652                         nr_started++;
1653
1654                         if (td->use_thread) {
1655                                 if (pthread_create(&td->thread, NULL, thread_main, td)) {
1656                                         perror("thread_create");
1657                                         nr_started--;
1658                                 }
1659                         } else {
1660                                 if (fork())
1661                                         fio_sem_down(&startup_sem);
1662                                 else {
1663                                         fork_main(shm_id, i);
1664                                         exit(0);
1665                                 }
1666                         }
1667                 }
1668
1669                 /*
1670                  * Wait for the started threads to transition to
1671                  * TD_INITIALIZED.
1672                  */
1673                 gettimeofday(&this_start, NULL);
1674                 left = this_jobs;
1675                 while (left) {
1676                         if (mtime_since_now(&this_start) > JOB_START_TIMEOUT)
1677                                 break;
1678
1679                         usleep(100000);
1680
1681                         for (i = 0; i < this_jobs; i++) {
1682                                 td = map[i];
1683                                 if (!td)
1684                                         continue;
1685                                 if (td->runstate == TD_INITIALIZED) {
1686                                         map[i] = NULL;
1687                                         left--;
1688                                 } else if (td->runstate >= TD_EXITED) {
1689                                         map[i] = NULL;
1690                                         left--;
1691                                         todo--;
1692                                         nr_running++; /* work-around... */
1693                                 }
1694                         }
1695                 }
1696
1697                 if (left) {
1698                         log_err("fio: %d jobs failed to start\n", left);
1699                         for (i = 0; i < this_jobs; i++) {
1700                                 td = map[i];
1701                                 if (!td)
1702                                         continue;
1703                                 kill(td->pid, SIGTERM);
1704                         }
1705                         break;
1706                 }
1707
1708                 /*
1709                  * start created threads (TD_INITIALIZED -> TD_RUNNING).
1710                  */
1711                 for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1712                         td = &threads[i];
1713
1714                         if (td->runstate != TD_INITIALIZED)
1715                                 continue;
1716
1717                         td_set_runstate(td, TD_RUNNING);
1718                         nr_running++;
1719                         nr_started--;
1720                         m_rate += td->ratemin;
1721                         t_rate += td->rate;
1722                         todo--;
1723                         fio_sem_up(&td->mutex);
1724                 }
1725
1726                 reap_threads(&nr_running, &t_rate, &m_rate);
1727
1728                 if (todo)
1729                         usleep(100000);
1730         }
1731
1732         while (nr_running) {
1733                 reap_threads(&nr_running, &t_rate, &m_rate);
1734                 usleep(10000);
1735         }
1736
1737         update_io_ticks();
1738         fio_unpin_memory(mlocked_mem);
1739 }
1740
1741 int main(int argc, char *argv[])
1742 {
1743         if (parse_options(argc, argv))
1744                 return 1;
1745
1746         if (!thread_number) {
1747                 log_err("Nothing to do\n");
1748                 return 1;
1749         }
1750
1751         disk_util_timer_arm();
1752
1753         run_threads();
1754         show_run_stats();
1755
1756         return 0;
1757 }