fio.c

   1 /*
   2  * fio - the flexible io tester
   3  *
   4  * Copyright (C) 2005 Jens Axboe <axboe@suse.de>
   5  *
   6  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  *  (at your option) any later version.
  10  *
  11  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  *  GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  18  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  19  *
  20  */
  21 #include <stdio.h>
  22 #include <stdlib.h>
  23 #include <unistd.h>
  24 #include <fcntl.h>
  25 #include <string.h>
  26 #include <errno.h>
  27 #include <signal.h>
  28 #include <time.h>
  29 #include <math.h>
  30 #include <assert.h>
  31 #include <dirent.h>
  32 #include <libgen.h>
  33 #include <sys/types.h>
  34 #include <sys/stat.h>
  35 #include <sys/wait.h>
  36 #include <sys/ipc.h>
  37 #include <sys/shm.h>
  38 #include <sys/ioctl.h>
  39 #include <sys/mman.h>
  40
  41 #include "fio.h"
  42 #include "os.h"
  43
  44 #define MASK    (4095)
  45
  46 #define ALIGN(buf)      (char *) (((unsigned long) (buf) + MASK) & ~(MASK))
  47
  48 int groupid = 0;
  49 int thread_number = 0;
  50 static char run_str[MAX_JOBS + 1];
  51 int shm_id = 0;
  52 static LIST_HEAD(disk_list);
  53 static struct itimerval itimer;
  54 static struct timeval genesis;
  55
  56 static void update_io_ticks(void);
  57 static void disk_util_timer_arm(void);
  58 static void print_thread_status(void);
  59
  60 /*
  61  * thread life cycle
  62  */
  63 enum {
  64         TD_NOT_CREATED = 0,
  65         TD_CREATED,
  66         TD_RUNNING,
  67         TD_VERIFYING,
  68         TD_EXITED,
  69         TD_REAPED,
  70 };
  71
  72 #define should_fsync(td)        (td_write(td) && (!(td)->odirect || (td)->override_sync))
  73
  74 static sem_t startup_sem;
  75
  76 #define TERMINATE_ALL           (-1)
  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 static unsigned long utime_since(struct timeval *s, struct timeval *e)
 109 {
 110         double sec, usec;
 111
 112         sec = e->tv_sec - s->tv_sec;
 113         usec = e->tv_usec - s->tv_usec;
 114         if (sec > 0 && usec < 0) {
 115                 sec--;
 116                 usec += 1000000;
 117         }
 118
 119         sec *= (double) 1000000;
 120
 121         return sec + usec;
 122 }
 123
 124 static unsigned long utime_since_now(struct timeval *s)
 125 {
 126         struct timeval t;
 127
 128         gettimeofday(&t, NULL);
 129         return utime_since(s, &t);
 130 }
 131
 132 static unsigned long mtime_since(struct timeval *s, struct timeval *e)
 133 {
 134         double sec, usec;
 135
 136         sec = e->tv_sec - s->tv_sec;
 137         usec = e->tv_usec - s->tv_usec;
 138         if (sec > 0 && usec < 0) {
 139                 sec--;
 140                 usec += 1000000;
 141         }
 142
 143         sec *= (double) 1000;
 144         usec /= (double) 1000;
 145
 146         return sec + usec;
 147 }
 148
 149 static unsigned long mtime_since_now(struct timeval *s)
 150 {
 151         struct timeval t;
 152
 153         gettimeofday(&t, NULL);
 154         return mtime_since(s, &t);
 155 }
 156
 157 static inline unsigned long msec_now(struct timeval *s)
 158 {
 159         return s->tv_sec * 1000 + s->tv_usec / 1000;
 160 }
 161
 162 static unsigned long time_since_now(struct timeval *s)
 163 {
 164         return mtime_since_now(s) / 1000;
 165 }
 166
 167 static int random_map_free(struct thread_data *td, unsigned long long block)
 168 {
 169         unsigned int idx = RAND_MAP_IDX(td, block);
 170         unsigned int bit = RAND_MAP_BIT(td, block);
 171
 172         return (td->file_map[idx] & (1UL << bit)) == 0;
 173 }
 174
 175 static int get_next_free_block(struct thread_data *td, unsigned long long *b)
 176 {
 177         int i;
 178
 179         *b = 0;
 180         i = 0;
 181         while ((*b) * td->min_bs < td->io_size) {
 182                 if (td->file_map[i] != -1UL) {
 183                         *b += ffz(td->file_map[i]);
 184                         return 0;
 185                 }
 186
 187                 *b += BLOCKS_PER_MAP;
 188                 i++;
 189         }
 190
 191         return 1;
 192 }
 193
 194 static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 195 {
 196         unsigned long block = io_u->offset / td->min_bs;
 197         unsigned int blocks = 0;
 198
 199         while (blocks < (io_u->buflen / td->min_bs)) {
 200                 unsigned int idx, bit;
 201
 202                 if (!random_map_free(td, block))
 203                         break;
 204
 205                 idx = RAND_MAP_IDX(td, block);
 206                 bit = RAND_MAP_BIT(td, block);
 207
 208                 assert(idx < td->num_maps);
 209
 210                 td->file_map[idx] |= (1UL << bit);
 211                 block++;
 212                 blocks++;
 213         }
 214
 215         if ((blocks * td->min_bs) < io_u->buflen)
 216                 io_u->buflen = blocks * td->min_bs;
 217 }
 218
 219 static int get_next_offset(struct thread_data *td, unsigned long long *offset)
 220 {
 221         unsigned long long b, rb;
 222         long r;
 223
 224         if (!td->sequential) {
 225                 unsigned long max_blocks = td->io_size / td->min_bs;
 226                 int loops = 50;
 227
 228                 do {
 229                         lrand48_r(&td->random_state, &r);
 230                         b = ((max_blocks - 1) * r / (RAND_MAX+1.0));
 231                         rb = b + (td->file_offset / td->min_bs);
 232                         loops--;
 233                 } while (!random_map_free(td, rb) && loops);
 234
 235                 if (!loops) {
 236                         if (get_next_free_block(td, &b))
 237                                 return 1;
 238                 }
 239         } else
 240                 b = td->last_bytes / td->min_bs;
 241
 242         *offset = (b * td->min_bs) + td->file_offset;
 243         if (*offset > td->file_size)
 244                 return 1;
 245
 246         return 0;
 247 }
 248
 249 static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td)
 250 {
 251         unsigned int buflen;
 252         long r;
 253
 254         if (td->min_bs == td->max_bs)
 255                 buflen = td->min_bs;
 256         else {
 257                 lrand48_r(&td->bsrange_state, &r);
 258                 buflen = (1 + (double) (td->max_bs - 1) * r / (RAND_MAX + 1.0));
 259                 buflen = (buflen + td->min_bs - 1) & ~(td->min_bs - 1);
 260         }
 261
 262         if (buflen > td->io_size - td->this_io_bytes[td->ddir])
 263                 buflen = td->io_size - td->this_io_bytes[td->ddir];
 264
 265         return buflen;
 266 }
 267
 268 static inline void add_stat_sample(struct io_stat *is, unsigned long val)
 269 {
 270         if (val > is->max_val)
 271                 is->max_val = val;
 272         if (val < is->min_val)
 273                 is->min_val = val;
 274
 275         is->val += val;
 276         is->val_sq += val * val;
 277         is->samples++;
 278 }
 279
 280 static void add_log_sample(struct thread_data *td, struct io_log *iolog,
 281                            unsigned long val, int ddir)
 282 {
 283         if (iolog->nr_samples == iolog->max_samples) {
 284                 int new_size = sizeof(struct io_sample) * iolog->max_samples*2;
 285
 286                 iolog->log = realloc(iolog->log, new_size);
 287                 iolog->max_samples <<= 1;
 288         }
 289
 290         iolog->log[iolog->nr_samples].val = val;
 291         iolog->log[iolog->nr_samples].time = mtime_since_now(&td->epoch);
 292         iolog->log[iolog->nr_samples].ddir = ddir;
 293         iolog->nr_samples++;
 294 }
 295
 296 static void add_clat_sample(struct thread_data *td, int ddir,unsigned long msec)
 297 {
 298         add_stat_sample(&td->clat_stat[ddir], msec);
 299
 300         if (td->clat_log)
 301                 add_log_sample(td, td->clat_log, msec, ddir);
 302 }
 303
 304 static void add_slat_sample(struct thread_data *td, int ddir,unsigned long msec)
 305 {
 306         add_stat_sample(&td->slat_stat[ddir], msec);
 307
 308         if (td->slat_log)
 309                 add_log_sample(td, td->slat_log, msec, ddir);
 310 }
 311
 312 static void add_bw_sample(struct thread_data *td, int ddir)
 313 {
 314         unsigned long spent = mtime_since_now(&td->stat_sample_time[ddir]);
 315         unsigned long rate;
 316
 317         if (spent < td->bw_avg_time)
 318                 return;
 319
 320         rate = (td->this_io_bytes[ddir] - td->stat_io_bytes[ddir]) / spent;
 321         add_stat_sample(&td->bw_stat[ddir], rate);
 322
 323         if (td->bw_log)
 324                 add_log_sample(td, td->bw_log, rate, ddir);
 325
 326         gettimeofday(&td->stat_sample_time[ddir], NULL);
 327         td->stat_io_bytes[ddir] = td->this_io_bytes[ddir];
 328 }
 329
 330 /*
 331  * busy looping version for the last few usec
 332  */
 333 static void __usec_sleep(unsigned int usec)
 334 {
 335         struct timeval start;
 336
 337         gettimeofday(&start, NULL);
 338         while (utime_since_now(&start) < usec)
 339                 nop;
 340 }
 341
 342 static void usec_sleep(struct thread_data *td, unsigned long usec)
 343 {
 344         struct timespec req, rem;
 345
 346         req.tv_sec = usec / 1000000;
 347         req.tv_nsec = usec * 1000 - req.tv_sec * 1000000;
 348
 349         do {
 350                 if (usec < 5000) {
 351                         __usec_sleep(usec);
 352                         break;
 353                 }
 354
 355                 rem.tv_sec = rem.tv_nsec = 0;
 356                 if (nanosleep(&req, &rem) < 0)
 357                         break;
 358
 359                 if ((rem.tv_sec + rem.tv_nsec) == 0)
 360                         break;
 361
 362                 req.tv_nsec = rem.tv_nsec;
 363                 req.tv_sec = rem.tv_sec;
 364
 365                 usec = rem.tv_sec * 1000000 + rem.tv_nsec / 1000;
 366         } while (!td->terminate);
 367 }
 368
 369 static void rate_throttle(struct thread_data *td, unsigned long time_spent,
 370                           unsigned int bytes)
 371 {
 372         unsigned long usec_cycle;
 373
 374         if (!td->rate)
 375                 return;
 376
 377         usec_cycle = td->rate_usec_cycle * (bytes / td->min_bs);
 378
 379         if (time_spent < usec_cycle) {
 380                 unsigned long s = usec_cycle - time_spent;
 381
 382                 td->rate_pending_usleep += s;
 383                 if (td->rate_pending_usleep >= 100000) {
 384                         usec_sleep(td, td->rate_pending_usleep);
 385                         td->rate_pending_usleep = 0;
 386                 }
 387         } else {
 388                 long overtime = time_spent - usec_cycle;
 389
 390                 td->rate_pending_usleep -= overtime;
 391         }
 392 }
 393
 394 static int check_min_rate(struct thread_data *td, struct timeval *now)
 395 {
 396         unsigned long spent;
 397         unsigned long rate;
 398         int ddir = td->ddir;
 399
 400         /*
 401          * allow a 2 second settle period in the beginning
 402          */
 403         if (mtime_since(&td->start, now) < 2000)
 404                 return 0;
 405
 406         /*
 407          * if rate blocks is set, sample is running
 408          */
 409         if (td->rate_bytes) {
 410                 spent = mtime_since(&td->lastrate, now);
 411                 if (spent < td->ratecycle)
 412                         return 0;
 413
 414                 rate = (td->this_io_bytes[ddir] - td->rate_bytes) / spent;
 415                 if (rate < td->ratemin) {
 416                         printf("Client%d: min rate %d not met, got %ldKiB/sec\n", td->thread_number, td->ratemin, rate);
 417                         if (rate_quit)
 418                                 terminate_threads(td->groupid);
 419                         return 1;
 420                 }
 421         }
 422
 423         td->rate_bytes = td->this_io_bytes[ddir];
 424         memcpy(&td->lastrate, now, sizeof(*now));
 425         return 0;
 426 }
 427
 428 static inline int runtime_exceeded(struct thread_data *td, struct timeval *t)
 429 {
 430         if (!td->timeout)
 431                 return 0;
 432         if (mtime_since(&td->epoch, t) >= td->timeout * 1000)
 433                 return 1;
 434
 435         return 0;
 436 }
 437
 438 static void fill_random_bytes(struct thread_data *td,
 439                               unsigned char *p, unsigned int len)
 440 {
 441         unsigned int todo;
 442         double r;
 443
 444         while (len) {
 445                 drand48_r(&td->verify_state, &r);
 446
 447                 /*
 448                  * lrand48_r seems to be broken and only fill the bottom
 449                  * 32-bits, even on 64-bit archs with 64-bit longs
 450                  */
 451                 todo = sizeof(r);
 452                 if (todo > len)
 453                         todo = len;
 454
 455                 memcpy(p, &r, todo);
 456
 457                 len -= todo;
 458                 p += todo;
 459         }
 460 }
 461
 462 static void hexdump(void *buffer, int len)
 463 {
 464         unsigned char *p = buffer;
 465         int i;
 466
 467         for (i = 0; i < len; i++)
 468                 printf("%02x", p[i]);
 469         printf("\n");
 470 }
 471
 472 static int verify_io_u_crc32(struct verify_header *hdr, struct io_u *io_u)
 473 {
 474         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
 475         unsigned long c;
 476         int ret;
 477
 478         p += sizeof(*hdr);
 479         c = crc32(p, hdr->len - sizeof(*hdr));
 480         ret = c != hdr->crc32;
 481
 482         if (ret) {
 483                 fprintf(stderr, "crc32: verify failed at %llu/%u\n", io_u->offset, io_u->buflen);
 484                 fprintf(stderr, "crc32: wanted %lx, got %lx\n", hdr->crc32, c);
 485         }
 486
 487         return ret;
 488 }
 489
 490 static int verify_io_u_md5(struct verify_header *hdr, struct io_u *io_u)
 491 {
 492         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
 493         struct md5_ctx md5_ctx;
 494         int ret;
 495
 496         memset(&md5_ctx, 0, sizeof(md5_ctx));
 497         p += sizeof(*hdr);
 498         md5_update(&md5_ctx, p, hdr->len - sizeof(*hdr));
 499
 500         ret = memcmp(hdr->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
 501         if (ret) {
 502                 fprintf(stderr, "md5: verify failed at %llu/%u\n", io_u->offset, io_u->buflen);
 503                 hexdump(hdr->md5_digest, sizeof(hdr->md5_digest));
 504                 hexdump(md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
 505         }
 506
 507         return ret;
 508 }
 509
 510 static int verify_io_u(struct io_u *io_u)
 511 {
 512         struct verify_header *hdr = (struct verify_header *) io_u->buf;
 513         int ret;
 514
 515         if (hdr->fio_magic != FIO_HDR_MAGIC)
 516                 return 1;
 517
 518         if (hdr->verify_type == VERIFY_MD5)
 519                 ret = verify_io_u_md5(hdr, io_u);
 520         else if (hdr->verify_type == VERIFY_CRC32)
 521                 ret = verify_io_u_crc32(hdr, io_u);
 522         else {
 523                 fprintf(stderr, "Bad verify type %d\n", hdr->verify_type);
 524                 ret = 1;
 525         }
 526
 527         return ret;
 528 }
 529
 530 static void fill_crc32(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 531 {
 532         hdr->crc32 = crc32(p, len);
 533 }
 534
 535 static void fill_md5(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 536 {
 537         struct md5_ctx md5_ctx;
 538
 539         memset(&md5_ctx, 0, sizeof(md5_ctx));
 540         md5_update(&md5_ctx, p, len);
 541         memcpy(hdr->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
 542 }
 543
 544 /*
 545  * fill body of io_u->buf with random data and add a header with the
 546  * (eg) sha1sum of that data.
 547  */
 548 static void populate_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 549 {
 550         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
 551         struct verify_header hdr;
 552
 553         hdr.fio_magic = FIO_HDR_MAGIC;
 554         hdr.len = io_u->buflen;
 555         p += sizeof(hdr);
 556         fill_random_bytes(td, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
 557
 558         if (td->verify == VERIFY_MD5) {
 559                 fill_md5(&hdr, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
 560                 hdr.verify_type = VERIFY_MD5;
 561         } else {
 562                 fill_crc32(&hdr, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
 563                 hdr.verify_type = VERIFY_CRC32;
 564         }
 565
 566         memcpy(io_u->buf, &hdr, sizeof(hdr));
 567 }
 568
 569 static void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 570 {
 571         list_del(&io_u->list);
 572         list_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
 573         td->cur_depth--;
 574 }
 575
 576 #define queue_full(td)  (list_empty(&(td)->io_u_freelist))
 577
 578 static struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
 579 {
 580         struct io_u *io_u;
 581
 582         if (queue_full(td))
 583                 return NULL;
 584
 585         io_u = list_entry(td->io_u_freelist.next, struct io_u, list);
 586         io_u->error = 0;
 587         io_u->resid = 0;
 588         list_del(&io_u->list);
 589         list_add(&io_u->list, &td->io_u_busylist);
 590         td->cur_depth++;
 591         return io_u;
 592 }
 593
 594 static int td_io_prep(struct thread_data *td, struct io_u *io_u, int read)
 595 {
 596         if (read)
 597                 io_u->ddir = DDIR_READ;
 598         else
 599                 io_u->ddir = DDIR_WRITE;
 600
 601         if (td->io_prep && td->io_prep(td, io_u))
 602                 return 1;
 603
 604         return 0;
 605 }
 606
 607 static struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
 608 {
 609         struct io_u *io_u;
 610
 611         io_u = __get_io_u(td);
 612         if (!io_u)
 613                 return NULL;
 614
 615         if (get_next_offset(td, &io_u->offset)) {
 616                 put_io_u(td, io_u);
 617                 return NULL;
 618         }
 619
 620         io_u->buflen = get_next_buflen(td);
 621         if (!io_u->buflen) {
 622                 put_io_u(td, io_u);
 623                 return NULL;
 624         }
 625
 626         if (io_u->buflen + io_u->offset > td->file_size)
 627                 io_u->buflen = td->file_size - io_u->offset;
 628
 629         if (!io_u->buflen) {
 630                 put_io_u(td, io_u);
 631                 return NULL;
 632         }
 633
 634         if (!td->sequential)
 635                 mark_random_map(td, io_u);
 636
 637         td->last_bytes += io_u->buflen;
 638
 639         if (td->verify != VERIFY_NONE)
 640                 populate_io_u(td, io_u);
 641
 642         if (td_io_prep(td, io_u, td_read(td))) {
 643                 put_io_u(td, io_u);
 644                 return NULL;
 645         }
 646
 647         gettimeofday(&io_u->start_time, NULL);
 648         return io_u;
 649 }
 650
 651 static inline void td_set_runstate(struct thread_data *td, int runstate)
 652 {
 653         td->old_runstate = td->runstate;
 654         td->runstate = runstate;
 655 }
 656
 657 static int get_next_verify(struct thread_data *td,
 658                            unsigned long long *offset, unsigned int *len)
 659 {
 660         struct io_piece *ipo;
 661
 662         if (list_empty(&td->io_hist_list))
 663                 return 1;
 664
 665         ipo = list_entry(td->io_hist_list.next, struct io_piece, list);
 666         list_del(&ipo->list);
 667
 668         *offset = ipo->offset;
 669         *len = ipo->len;
 670         free(ipo);
 671         return 0;
 672 }
 673
 674 static void prune_io_piece_log(struct thread_data *td)
 675 {
 676         struct io_piece *ipo;
 677
 678         while (!list_empty(&td->io_hist_list)) {
 679                 ipo = list_entry(td->io_hist_list.next, struct io_piece, list);
 680
 681                 list_del(&ipo->list);
 682                 free(ipo);
 683         }
 684 }
 685
 686 /*
 687  * log a succesful write, so we can unwind the log for verify
 688  */
 689 static void log_io_piece(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 690 {
 691         struct io_piece *ipo = malloc(sizeof(struct io_piece));
 692         struct list_head *entry;
 693
 694         INIT_LIST_HEAD(&ipo->list);
 695         ipo->offset = io_u->offset;
 696         ipo->len = io_u->buflen;
 697
 698         /*
 699          * for random io where the writes extend the file, it will typically
 700          * be laid out with the block scattered as written. it's faster to
 701          * read them in in that order again, so don't sort
 702          */
 703         if (td->sequential || !td->overwrite) {
 704                 list_add_tail(&ipo->list, &td->io_hist_list);
 705                 return;
 706         }
 707
 708         /*
 709          * for random io, sort the list so verify will run faster
 710          */
 711         entry = &td->io_hist_list;
 712         while ((entry = entry->prev) != &td->io_hist_list) {
 713                 struct io_piece *__ipo = list_entry(entry, struct io_piece, list);
 714
 715                 if (__ipo->offset < ipo->offset)
 716                         break;
 717         }
 718
 719         list_add(&ipo->list, entry);
 720 }
 721
 722 static int sync_td(struct thread_data *td)
 723 {
 724         if (td->io_sync)
 725                 return td->io_sync(td);
 726
 727         return 0;
 728 }
 729
 730 static int io_u_getevents(struct thread_data *td, int min, int max,
 731                           struct timespec *t)
 732 {
 733         return td->io_getevents(td, min, max, t);
 734 }
 735
 736 static int io_u_queue(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 737 {
 738         gettimeofday(&io_u->issue_time, NULL);
 739
 740         return td->io_queue(td, io_u);
 741 }
 742
 743 #define iocb_time(iocb) ((unsigned long) (iocb)->data)
 744
 745 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 746                          struct io_completion_data *icd)
 747 {
 748         struct timeval e;
 749         unsigned long msec;
 750
 751         gettimeofday(&e, NULL);
 752
 753         if (!io_u->error) {
 754                 int idx = io_u->ddir;
 755
 756                 td->io_blocks[idx]++;
 757                 td->io_bytes[idx] += (io_u->buflen - io_u->resid);
 758                 td->this_io_bytes[idx] += (io_u->buflen - io_u->resid);
 759
 760                 msec = mtime_since(&io_u->issue_time, &e);
 761
 762                 add_clat_sample(td, io_u->ddir, msec);
 763                 add_bw_sample(td, io_u->ddir);
 764
 765                 if (td_write(td) && io_u->ddir == DDIR_WRITE)
 766                         log_io_piece(td, io_u);
 767
 768                 icd->bytes_done[idx] += (io_u->buflen - io_u->resid);
 769         } else
 770                 icd->error = io_u->error;
 771 }
 772
 773 static void ios_completed(struct thread_data *td,struct io_completion_data *icd)
 774 {
 775         struct io_u *io_u;
 776         int i;
 777
 778         icd->error = 0;
 779         icd->bytes_done[0] = icd->bytes_done[1] = 0;
 780
 781         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
 782                 io_u = td->io_event(td, i);
 783
 784                 io_completed(td, io_u, icd);
 785                 put_io_u(td, io_u);
 786         }
 787 }
 788
 789 static void cleanup_pending_aio(struct thread_data *td)
 790 {
 791         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0};
 792         struct list_head *entry, *n;
 793         struct io_completion_data icd;
 794         struct io_u *io_u;
 795         int r;
 796
 797         /*
 798          * get immediately available events, if any
 799          */
 800         r = io_u_getevents(td, 0, td->cur_depth, &ts);
 801         if (r > 0) {
 802                 icd.nr = r;
 803                 ios_completed(td, &icd);
 804         }
 805
 806         /*
 807          * now cancel remaining active events
 808          */
 809         if (td->io_cancel) {
 810                 list_for_each_safe(entry, n, &td->io_u_busylist) {
 811                         io_u = list_entry(entry, struct io_u, list);
 812
 813                         r = td->io_cancel(td, io_u);
 814                         if (!r)
 815                                 put_io_u(td, io_u);
 816                 }
 817         }
 818
 819         if (td->cur_depth) {
 820                 r = io_u_getevents(td, td->cur_depth, td->cur_depth, NULL);
 821                 if (r > 0) {
 822                         icd.nr = r;
 823                         ios_completed(td, &icd);
 824                 }
 825         }
 826 }
 827
 828 static int do_io_u_verify(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 829 {
 830         struct io_u *v_io_u = *io_u;
 831         int ret = 0;
 832
 833         if (v_io_u) {
 834                 ret = verify_io_u(v_io_u);
 835                 put_io_u(td, v_io_u);
 836                 *io_u = NULL;
 837         }
 838
 839         return ret;
 840 }
 841
 842 static void do_verify(struct thread_data *td)
 843 {
 844         struct timeval t;
 845         struct io_u *io_u, *v_io_u = NULL;
 846         struct io_completion_data icd;
 847         int ret;
 848
 849         td_set_runstate(td, TD_VERIFYING);
 850
 851         do {
 852                 if (td->terminate)
 853                         break;
 854
 855                 gettimeofday(&t, NULL);
 856                 if (runtime_exceeded(td, &t))
 857                         break;
 858
 859                 io_u = __get_io_u(td);
 860                 if (!io_u)
 861                         break;
 862
 863                 if (get_next_verify(td, &io_u->offset, &io_u->buflen)) {
 864                         put_io_u(td, io_u);
 865                         break;
 866                 }
 867
 868                 if (td_io_prep(td, io_u, 1)) {
 869                         put_io_u(td, io_u);
 870                         break;
 871                 }
 872
 873                 ret = io_u_queue(td, io_u);
 874                 if (ret) {
 875                         put_io_u(td, io_u);
 876                         td_verror(td, ret);
 877                         break;
 878                 }
 879
 880                 /*
 881                  * we have one pending to verify, do that while
 882                  * we are doing io on the next one
 883                  */
 884                 if (do_io_u_verify(td, &v_io_u))
 885                         break;
 886
 887                 ret = io_u_getevents(td, 1, 1, NULL);
 888                 if (ret != 1) {
 889                         if (ret < 0)
 890                                 td_verror(td, ret);
 891                         break;
 892                 }
 893
 894                 v_io_u = td->io_event(td, 0);
 895                 icd.nr = 1;
 896                 icd.error = 0;
 897                 io_completed(td, v_io_u, &icd);
 898
 899                 if (icd.error) {
 900                         td_verror(td, icd.error);
 901                         put_io_u(td, v_io_u);
 902                         v_io_u = NULL;
 903                         break;
 904                 }
 905
 906                 /*
 907                  * if we can't submit more io, we need to verify now
 908                  */
 909                 if (queue_full(td) && do_io_u_verify(td, &v_io_u))
 910                         break;
 911
 912         } while (1);
 913
 914         do_io_u_verify(td, &v_io_u);
 915
 916         if (td->cur_depth)
 917                 cleanup_pending_aio(td);
 918
 919         td_set_runstate(td, TD_RUNNING);
 920 }
 921
 922 static void do_io(struct thread_data *td)
 923 {
 924         struct io_completion_data icd;
 925         struct timeval s, e;
 926         unsigned long usec;
 927
 928         while (td->this_io_bytes[td->ddir] < td->io_size) {
 929                 struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0};
 930                 struct timespec *timeout;
 931                 int ret, min_evts = 0;
 932                 struct io_u *io_u;
 933
 934                 if (td->terminate)
 935                         break;
 936
 937                 io_u = get_io_u(td);
 938                 if (!io_u)
 939                         break;
 940
 941                 memcpy(&s, &io_u->start_time, sizeof(s));
 942
 943                 ret = io_u_queue(td, io_u);
 944                 if (ret) {
 945                         put_io_u(td, io_u);
 946                         td_verror(td, ret);
 947                         break;
 948                 }
 949
 950                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, mtime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time));
 951
 952                 if (td->cur_depth < td->iodepth) {
 953                         timeout = &ts;
 954                         min_evts = 0;
 955                 } else {
 956                         timeout = NULL;
 957                         min_evts = 1;
 958                 }
 959
 960                 ret = io_u_getevents(td, min_evts, td->cur_depth, timeout);
 961                 if (ret < 0) {
 962                         td_verror(td, ret);
 963                         break;
 964                 } else if (!ret)
 965                         continue;
 966
 967                 icd.nr = ret;
 968                 ios_completed(td, &icd);
 969                 if (icd.error) {
 970                         td_verror(td, icd.error);
 971                         break;
 972                 }
 973
 974                 /*
 975                  * the rate is batched for now, it should work for batches
 976                  * of completions except the very first one which may look
 977                  * a little bursty
 978                  */
 979                 gettimeofday(&e, NULL);
 980                 usec = utime_since(&s, &e);
 981
 982                 rate_throttle(td, usec, icd.bytes_done[td->ddir]);
 983
 984                 if (check_min_rate(td, &e)) {
 985                         td_verror(td, ENOMEM);
 986                         break;
 987                 }
 988
 989                 if (runtime_exceeded(td, &e))
 990                         break;
 991
 992                 if (td->thinktime)
 993                         usec_sleep(td, td->thinktime);
 994
 995                 if (should_fsync(td) && td->fsync_blocks &&
 996                     (td->io_blocks[DDIR_WRITE] % td->fsync_blocks) == 0)
 997                         sync_td(td);
 998         }
 999
1000         if (td->cur_depth)
1001                 cleanup_pending_aio(td);
1002
1003         if (should_fsync(td))
1004                 sync_td(td);
1005 }
1006
1007 static void cleanup_io(struct thread_data *td)
1008 {
1009         if (td->io_cleanup)
1010                 td->io_cleanup(td);
1011 }
1012
1013 static int init_io(struct thread_data *td)
1014 {
1015         if (td->io_engine == FIO_SYNCIO)
1016                 return fio_syncio_init(td);
1017         else if (td->io_engine == FIO_MMAPIO)
1018                 return fio_mmapio_init(td);
1019         else if (td->io_engine == FIO_LIBAIO)
1020                 return fio_libaio_init(td);
1021         else if (td->io_engine == FIO_POSIXAIO)
1022                 return fio_posixaio_init(td);
1023         else if (td->io_engine == FIO_SGIO)
1024                 return fio_sgio_init(td);
1025         else {
1026                 fprintf(stderr, "bad io_engine %d\n", td->io_engine);
1027                 return 1;
1028         }
1029 }
1030
1031 static void cleanup_io_u(struct thread_data *td)
1032 {
1033         struct list_head *entry, *n;
1034         struct io_u *io_u;
1035
1036         list_for_each_safe(entry, n, &td->io_u_freelist) {
1037                 io_u = list_entry(entry, struct io_u, list);
1038
1039                 list_del(&io_u->list);
1040                 free(io_u);
1041         }
1042
1043         if (td->mem_type == MEM_MALLOC)
1044                 free(td->orig_buffer);
1045         else if (td->mem_type == MEM_SHM) {
1046                 struct shmid_ds sbuf;
1047
1048                 shmdt(td->orig_buffer);
1049                 shmctl(td->shm_id, IPC_RMID, &sbuf);
1050         } else if (td->mem_type == MEM_MMAP)
1051                 munmap(td->orig_buffer, td->orig_buffer_size);
1052         else
1053                 fprintf(stderr, "Bad memory type %d\n", td->mem_type);
1054
1055         td->orig_buffer = NULL;
1056 }
1057
1058 static int init_io_u(struct thread_data *td)
1059 {
1060         struct io_u *io_u;
1061         int i, max_units;
1062         char *p;
1063
1064         if (td->io_engine & FIO_SYNCIO)
1065                 max_units = 1;
1066         else
1067                 max_units = td->iodepth;
1068
1069         td->orig_buffer_size = td->max_bs * max_units + MASK;
1070
1071         if (td->mem_type == MEM_MALLOC)
1072                 td->orig_buffer = malloc(td->orig_buffer_size);
1073         else if (td->mem_type == MEM_SHM) {
1074                 td->shm_id = shmget(IPC_PRIVATE, td->orig_buffer_size, IPC_CREAT | 0600);
1075                 if (td->shm_id < 0) {
1076                         td_verror(td, errno);
1077                         perror("shmget");
1078                         return 1;
1079                 }
1080
1081                 td->orig_buffer = shmat(td->shm_id, NULL, 0);
1082                 if (td->orig_buffer == (void *) -1) {
1083                         td_verror(td, errno);
1084                         perror("shmat");
1085                         td->orig_buffer = NULL;
1086                         return 1;
1087                 }
1088         } else if (td->mem_type == MEM_MMAP) {
1089                 td->orig_buffer = mmap(NULL, td->orig_buffer_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | OS_MAP_ANON, 0, 0);
1090                 if (td->orig_buffer == MAP_FAILED) {
1091                         td_verror(td, errno);
1092                         perror("mmap");
1093                         td->orig_buffer = NULL;
1094                         return 1;
1095                 }
1096         }
1097
1098         INIT_LIST_HEAD(&td->io_u_freelist);
1099         INIT_LIST_HEAD(&td->io_u_busylist);
1100         INIT_LIST_HEAD(&td->io_hist_list);
1101
1102         p = ALIGN(td->orig_buffer);
1103         for (i = 0; i < max_units; i++) {
1104                 io_u = malloc(sizeof(*io_u));
1105                 memset(io_u, 0, sizeof(*io_u));
1106                 INIT_LIST_HEAD(&io_u->list);
1107
1108                 io_u->buf = p + td->max_bs * i;
1109                 list_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
1110         }
1111
1112         return 0;
1113 }
1114
1115 static int create_file(struct thread_data *td, unsigned long long size,
1116                        int extend)
1117 {
1118         unsigned long long left;
1119         unsigned int bs;
1120         int r, oflags;
1121         char *b;
1122
1123         /*
1124          * unless specifically asked for overwrite, let normal io extend it
1125          */
1126         if (td_write(td) && !td->overwrite)
1127                 return 0;
1128
1129         if (!size) {
1130                 fprintf(stderr, "Need size for create\n");
1131                 td_verror(td, EINVAL);
1132                 return 1;
1133         }
1134
1135         if (!extend) {
1136                 oflags = O_CREAT | O_TRUNC;
1137                 printf("Client%d: Laying out IO file (%LuMiB)\n", td->thread_number, size >> 20);
1138         } else {
1139                 oflags = O_APPEND;
1140                 printf("Client%d: Extending IO file (%Lu -> %LuMiB)\n", td->thread_number, (td->file_size - size) >> 20, td->file_size >> 20);
1141         }
1142
1143         td->fd = open(td->file_name, O_WRONLY | oflags, 0644);
1144         if (td->fd < 0) {
1145                 td_verror(td, errno);
1146                 return 1;
1147         }
1148
1149         if (!extend && ftruncate(td->fd, td->file_size) == -1) {
1150                 td_verror(td, errno);
1151                 return 1;
1152         }
1153
1154         td->io_size = td->file_size;
1155         b = malloc(td->max_bs);
1156         memset(b, 0, td->max_bs);
1157
1158         left = size;
1159         while (left && !td->terminate) {
1160                 bs = td->max_bs;
1161                 if (bs > left)
1162                         bs = left;
1163
1164                 r = write(td->fd, b, bs);
1165
1166                 if (r == (int) bs) {
1167                         left -= bs;
1168                         continue;
1169                 } else {
1170                         if (r < 0)
1171                                 td_verror(td, errno);
1172                         else
1173                                 td_verror(td, EIO);
1174
1175                         break;
1176                 }
1177         }
1178
1179         if (td->terminate)
1180                 unlink(td->file_name);
1181         else if (td->create_fsync)
1182                 fsync(td->fd);
1183
1184         close(td->fd);
1185         td->fd = -1;
1186         free(b);
1187         return 0;
1188 }
1189
1190 static int file_size(struct thread_data *td)
1191 {
1192         struct stat st;
1193
1194         if (fstat(td->fd, &st) == -1) {
1195                 td_verror(td, errno);
1196                 return 1;
1197         }
1198
1199         if (!td->file_size)
1200                 td->file_size = st.st_size;
1201
1202         return 0;
1203 }
1204
1205 static int bdev_size(struct thread_data *td)
1206 {
1207         size_t bytes;
1208         int r;
1209
1210         r = blockdev_size(td->fd, &bytes);
1211         if (r) {
1212                 td_verror(td, r);
1213                 return 1;
1214         }
1215
1216         /*
1217          * no extend possibilities, so limit size to device size if too large
1218          */
1219         if (!td->file_size || td->file_size > bytes)
1220                 td->file_size = bytes;
1221
1222         return 0;
1223 }
1224
1225 static int get_file_size(struct thread_data *td)
1226 {
1227         int ret;
1228
1229         if (td->filetype == FIO_TYPE_FILE)
1230                 ret = file_size(td);
1231         else
1232                 ret = bdev_size(td);
1233
1234         if (ret)
1235                 return ret;
1236
1237         if (td->file_offset > td->file_size) {
1238                 fprintf(stderr, "Client%d: offset larger than length (%Lu > %Lu)\n", td->thread_number, td->file_offset, td->file_size);
1239                 return 1;
1240         }
1241
1242         td->io_size = td->file_size - td->file_offset;
1243         if (td->io_size == 0) {
1244                 fprintf(stderr, "Client%d: no io blocks\n", td->thread_number);
1245                 td_verror(td, EINVAL);
1246                 return 1;
1247         }
1248
1249         td->total_io_size = td->io_size * td->loops;
1250         return 0;
1251 }
1252
1253 static int setup_file_mmap(struct thread_data *td)
1254 {
1255         int flags;
1256
1257         if (td_read(td))
1258                 flags = PROT_READ;
1259         else {
1260                 flags = PROT_WRITE;
1261
1262                 if (td->verify != VERIFY_NONE)
1263                         flags |= PROT_READ;
1264         }
1265
1266         td->mmap = mmap(NULL, td->file_size, flags, MAP_SHARED, td->fd, td->file_offset);
1267         if (td->mmap == MAP_FAILED) {
1268                 td->mmap = NULL;
1269                 td_verror(td, errno);
1270                 return 1;
1271         }
1272
1273         if (td->invalidate_cache) {
1274                 if (madvise(td->mmap, td->file_size, MADV_DONTNEED) < 0) {
1275                         td_verror(td, errno);
1276                         return 1;
1277                 }
1278         }
1279
1280         if (td->sequential) {
1281                 if (madvise(td->mmap, td->file_size, MADV_SEQUENTIAL) < 0) {
1282                         td_verror(td, errno);
1283                         return 1;
1284                 }
1285         } else {
1286                 if (madvise(td->mmap, td->file_size, MADV_RANDOM) < 0) {
1287                         td_verror(td, errno);
1288                         return 1;
1289                 }
1290         }
1291
1292         return 0;
1293 }
1294
1295 static int setup_file_plain(struct thread_data *td)
1296 {
1297         if (td->invalidate_cache) {
1298                 if (fadvise(td->fd, td->file_offset, td->file_size, POSIX_FADV_DONTNEED) < 0) {
1299                         td_verror(td, errno);
1300                         return 1;
1301                 }
1302         }
1303
1304         if (td->sequential) {
1305                 if (fadvise(td->fd, td->file_offset, td->file_size, POSIX_FADV_SEQUENTIAL) < 0) {
1306                         td_verror(td, errno);
1307                         return 1;
1308                 }
1309         } else {
1310                 if (fadvise(td->fd, td->file_offset, td->file_size, POSIX_FADV_RANDOM) < 0) {
1311                         td_verror(td, errno);
1312                         return 1;
1313                 }
1314         }
1315
1316         return 0;
1317 }
1318
1319 static int setup_file(struct thread_data *td)
1320 {
1321         struct stat st;
1322         int flags = 0;
1323
1324         if (stat(td->file_name, &st) == -1) {
1325                 if (errno != ENOENT) {
1326                         td_verror(td, errno);
1327                         return 1;
1328                 }
1329                 if (!td->create_file) {
1330                         td_verror(td, ENOENT);
1331                         return 1;
1332                 }
1333                 if (create_file(td, td->file_size, 0))
1334                         return 1;
1335         } else if (td->filetype == FIO_TYPE_FILE) {
1336                 if (st.st_size < td->file_size) {
1337                         if (create_file(td, td->file_size - st.st_size, 1))
1338                                 return 1;
1339                 }
1340         }
1341
1342         if (td->odirect)
1343                 flags |= O_DIRECT;
1344
1345         if (td_read(td))
1346                 td->fd = open(td->file_name, flags | O_RDONLY);
1347         else {
1348                 if (td->filetype == FIO_TYPE_FILE) {
1349                         if (!td->overwrite)
1350                                 flags |= O_TRUNC;
1351
1352                         flags |= O_CREAT;
1353                 }
1354                 if (td->sync_io)
1355                         flags |= O_SYNC;
1356
1357                 flags |= O_RDWR;
1358
1359                 td->fd = open(td->file_name, flags, 0600);
1360         }
1361
1362         if (td->fd == -1) {
1363                 td_verror(td, errno);
1364                 return 1;
1365         }
1366
1367         if (get_file_size(td))
1368                 return 1;
1369
1370         if (td->io_engine != FIO_MMAPIO)
1371                 return setup_file_plain(td);
1372         else
1373                 return setup_file_mmap(td);
1374 }
1375
1376 static int check_dev_match(dev_t dev, char *path)
1377 {
1378         unsigned int major, minor;
1379         char line[256], *p;
1380         FILE *f;
1381
1382         f = fopen(path, "r");
1383         if (!f) {
1384                 perror("open path");
1385                 return 1;
1386         }
1387
1388         p = fgets(line, sizeof(line), f);
1389         if (!p) {
1390                 fclose(f);
1391                 return 1;
1392         }
1393
1394         if (sscanf(p, "%u:%u", &major, &minor) != 2) {
1395                 fclose(f);
1396                 return 1;
1397         }
1398
1399         if (((major << 8) | minor) == dev) {
1400                 fclose(f);
1401                 return 0;
1402         }
1403
1404         fclose(f);
1405         return 1;
1406 }
1407
1408 static int find_block_dir(dev_t dev, char *path)
1409 {
1410         struct dirent *dir;
1411         struct stat st;
1412         int found = 0;
1413         DIR *D;
1414
1415         D = opendir(path);
1416         if (!D)
1417                 return 0;
1418
1419         while ((dir = readdir(D)) != NULL) {
1420                 char full_path[256];
1421
1422                 if (!strcmp(dir->d_name, ".") || !strcmp(dir->d_name, ".."))
1423                         continue;
1424                 if (!strcmp(dir->d_name, "device"))
1425                         continue;
1426
1427                 sprintf(full_path, "%s/%s", path, dir->d_name);
1428
1429                 if (!strcmp(dir->d_name, "dev")) {
1430                         if (!check_dev_match(dev, full_path)) {
1431                                 found = 1;
1432                                 break;
1433                         }
1434                 }
1435
1436                 if (stat(full_path, &st) == -1) {
1437                         perror("stat");
1438                         break;
1439                 }
1440
1441                 if (!S_ISDIR(st.st_mode) || S_ISLNK(st.st_mode))
1442                         continue;
1443
1444                 found = find_block_dir(dev, full_path);
1445                 if (found) {
1446                         strcpy(path, full_path);
1447                         break;
1448                 }
1449         }
1450
1451         closedir(D);
1452         return found;
1453 }
1454
1455 static int get_io_ticks(struct disk_util *du, struct disk_util_stat *dus)
1456 {
1457         unsigned in_flight;
1458         char line[256];
1459         FILE *f;
1460         char *p;
1461
1462         f = fopen(du->path, "r");
1463         if (!f)
1464                 return 1;
1465
1466         p = fgets(line, sizeof(line), f);
1467         if (!p) {
1468                 fclose(f);
1469                 return 1;
1470         }
1471
1472         if (sscanf(p, "%u %u %llu %u %u %u %llu %u %u %u %u\n", &dus->ios[0], &dus->merges[0], &dus->sectors[0], &dus->ticks[0], &dus->ios[1], &dus->merges[1], &dus->sectors[1], &dus->ticks[1], &in_flight, &dus->io_ticks, &dus->time_in_queue) != 11) {
1473                 fclose(f);
1474                 return 1;
1475         }
1476
1477         fclose(f);
1478         return 0;
1479 }
1480
1481 static void update_io_tick_disk(struct disk_util *du)
1482 {
1483         struct disk_util_stat __dus, *dus, *ldus;
1484         struct timeval t;
1485
1486         if (get_io_ticks(du, &__dus))
1487                 return;
1488
1489         dus = &du->dus;
1490         ldus = &du->last_dus;
1491
1492         dus->sectors[0] += (__dus.sectors[0] - ldus->sectors[0]);
1493         dus->sectors[1] += (__dus.sectors[1] - ldus->sectors[1]);
1494         dus->ios[0] += (__dus.ios[0] - ldus->ios[0]);
1495         dus->ios[1] += (__dus.ios[1] - ldus->ios[1]);
1496         dus->merges[0] += (__dus.merges[0] - ldus->merges[0]);
1497         dus->merges[1] += (__dus.merges[1] - ldus->merges[1]);
1498         dus->ticks[0] += (__dus.ticks[0] - ldus->ticks[0]);
1499         dus->ticks[1] += (__dus.ticks[1] - ldus->ticks[1]);
1500         dus->io_ticks += (__dus.io_ticks - ldus->io_ticks);
1501         dus->time_in_queue += (__dus.time_in_queue - ldus->time_in_queue);
1502
1503         gettimeofday(&t, NULL);
1504         du->msec += mtime_since(&du->time, &t);
1505         memcpy(&du->time, &t, sizeof(t));
1506         memcpy(ldus, &__dus, sizeof(__dus));
1507 }
1508
1509 static void update_io_ticks(void)
1510 {
1511         struct list_head *entry;
1512         struct disk_util *du;
1513
1514         list_for_each(entry, &disk_list) {
1515                 du = list_entry(entry, struct disk_util, list);
1516                 update_io_tick_disk(du);
1517         }
1518 }
1519
1520 static int disk_util_exists(dev_t dev)
1521 {
1522         struct list_head *entry;
1523         struct disk_util *du;
1524
1525         list_for_each(entry, &disk_list) {
1526                 du = list_entry(entry, struct disk_util, list);
1527
1528                 if (du->dev == dev)
1529                         return 1;
1530         }
1531
1532         return 0;
1533 }
1534
1535 static void disk_util_add(dev_t dev, char *path)
1536 {
1537         struct disk_util *du = malloc(sizeof(*du));
1538
1539         memset(du, 0, sizeof(*du));
1540         INIT_LIST_HEAD(&du->list);
1541         sprintf(du->path, "%s/stat", path);
1542         du->name = strdup(basename(path));
1543         du->dev = dev;
1544
1545         gettimeofday(&du->time, NULL);
1546         get_io_ticks(du, &du->last_dus);
1547
1548         list_add_tail(&du->list, &disk_list);
1549 }
1550
1551 static void init_disk_util(struct thread_data *td)
1552 {
1553         struct stat st;
1554         char foo[256], tmp[256];
1555         dev_t dev;
1556         char *p;
1557
1558         if (!td->do_disk_util)
1559                 return;
1560
1561         if (!stat(td->file_name, &st)) {
1562                 if (S_ISBLK(st.st_mode))
1563                         dev = st.st_rdev;
1564                 else
1565                         dev = st.st_dev;
1566         } else {
1567                 /*
1568                  * must be a file, open "." in that path
1569                  */
1570                 strcpy(foo, td->file_name);
1571                 p = dirname(foo);
1572                 if (stat(p, &st)) {
1573                         perror("disk util stat");
1574                         return;
1575                 }
1576
1577                 dev = st.st_dev;
1578         }
1579
1580         if (disk_util_exists(dev))
1581                 return;
1582
1583         sprintf(foo, "/sys/block");
1584         if (!find_block_dir(dev, foo))
1585                 return;
1586
1587         /*
1588          * if this is inside a partition dir, jump back to parent
1589          */
1590         sprintf(tmp, "%s/queue", foo);
1591         if (stat(tmp, &st)) {
1592                 p = dirname(foo);
1593                 sprintf(tmp, "%s/queue", p);
1594                 if (stat(tmp, &st)) {
1595                         fprintf(stderr, "unknown sysfs layout\n");
1596                         return;
1597                 }
1598                 sprintf(foo, "%s", p);
1599         }
1600
1601         disk_util_add(dev, foo);
1602 }
1603
1604 static void disk_util_timer_arm(void)
1605 {
1606         itimer.it_value.tv_sec = 0;
1607         itimer.it_value.tv_usec = DISK_UTIL_MSEC * 1000;
1608         setitimer(ITIMER_REAL, &itimer, NULL);
1609 }
1610
1611 static void clear_io_state(struct thread_data *td)
1612 {
1613         if (td->io_engine == FIO_SYNCIO)
1614                 lseek(td->fd, SEEK_SET, 0);
1615
1616         td->last_bytes = 0;
1617         td->stat_io_bytes[0] = td->stat_io_bytes[1] = 0;
1618         td->this_io_bytes[0] = td->this_io_bytes[1] = 0;
1619
1620         if (td->file_map)
1621                 memset(td->file_map, 0, td->num_maps * sizeof(long));
1622 }
1623
1624 static void update_rusage_stat(struct thread_data *td)
1625 {
1626         if (!(td->runtime[0] + td->runtime[1]))
1627                 return;
1628
1629         getrusage(RUSAGE_SELF, &td->ru_end);
1630
1631         td->usr_time += mtime_since(&td->ru_start.ru_utime, &td->ru_end.ru_utime);
1632         td->sys_time += mtime_since(&td->ru_start.ru_stime, &td->ru_end.ru_stime);
1633         td->ctx += td->ru_end.ru_nvcsw + td->ru_end.ru_nivcsw - (td->ru_start.ru_nvcsw + td->ru_start.ru_nivcsw);
1634
1635
1636         memcpy(&td->ru_start, &td->ru_end, sizeof(td->ru_end));
1637 }
1638
1639 static void *thread_main(void *data)
1640 {
1641         struct thread_data *td = data;
1642         int ret = 1;
1643
1644         if (!td->use_thread)
1645                 setsid();
1646
1647         td->pid = getpid();
1648
1649         if (init_io_u(td))
1650                 goto err;
1651
1652         if (fio_setaffinity(td) == -1) {
1653                 td_verror(td, errno);
1654                 goto err;
1655         }
1656
1657         if (init_io(td))
1658                 goto err;
1659
1660         if (td->ioprio) {
1661                 if (ioprio_set(IOPRIO_WHO_PROCESS, 0, td->ioprio) == -1) {
1662                         td_verror(td, errno);
1663                         goto err;
1664                 }
1665         }
1666
1667         sem_post(&startup_sem);
1668         sem_wait(&td->mutex);
1669
1670         if (!td->create_serialize && setup_file(td))
1671                 goto err;
1672
1673         if (init_random_state(td))
1674                 goto err;
1675
1676         gettimeofday(&td->epoch, NULL);
1677
1678         while (td->loops--) {
1679                 getrusage(RUSAGE_SELF, &td->ru_start);
1680                 gettimeofday(&td->start, NULL);
1681                 memcpy(&td->stat_sample_time, &td->start, sizeof(td->start));
1682
1683                 if (td->ratemin)
1684                         memcpy(&td->lastrate, &td->stat_sample_time, sizeof(td->lastrate));
1685
1686                 clear_io_state(td);
1687                 prune_io_piece_log(td);
1688
1689                 do_io(td);
1690
1691                 td->runtime[td->ddir] += mtime_since_now(&td->start);
1692                 update_rusage_stat(td);
1693
1694                 if (td->error || td->terminate)
1695                         break;
1696
1697                 if (td->verify == VERIFY_NONE)
1698                         continue;
1699
1700                 clear_io_state(td);
1701                 gettimeofday(&td->start, NULL);
1702
1703                 do_verify(td);
1704
1705                 td->runtime[DDIR_READ] += mtime_since_now(&td->start);
1706
1707                 if (td->error || td->terminate)
1708                         break;
1709         }
1710
1711         ret = 0;
1712
1713         if (td->bw_log)
1714                 finish_log(td, td->bw_log, "bw");
1715         if (td->slat_log)
1716                 finish_log(td, td->slat_log, "slat");
1717         if (td->clat_log)
1718                 finish_log(td, td->clat_log, "clat");
1719
1720         if (exitall_on_terminate)
1721                 terminate_threads(td->groupid);
1722
1723 err:
1724         if (td->fd != -1) {
1725                 close(td->fd);
1726                 td->fd = -1;
1727         }
1728         if (td->mmap)
1729                 munmap(td->mmap, td->file_size);
1730         cleanup_io(td);
1731         cleanup_io_u(td);
1732         if (ret) {
1733                 sem_post(&startup_sem);
1734                 sem_wait(&td->mutex);
1735         }
1736         td_set_runstate(td, TD_EXITED);
1737         return NULL;
1738
1739 }
1740
1741 static void *fork_main(int shmid, int offset)
1742 {
1743         struct thread_data *td;
1744         void *data;
1745
1746         data = shmat(shmid, NULL, 0);
1747         if (data == (void *) -1) {
1748                 perror("shmat");
1749                 return NULL;
1750         }
1751
1752         td = data + offset * sizeof(struct thread_data);
1753         thread_main(td);
1754         shmdt(data);
1755         return NULL;
1756 }
1757
1758 static int calc_lat(struct io_stat *is, unsigned long *min, unsigned long *max,
1759                     double *mean, double *dev)
1760 {
1761         double n;
1762
1763         if (is->samples == 0)
1764                 return 0;
1765
1766         *min = is->min_val;
1767         *max = is->max_val;
1768
1769         n = (double) is->samples;
1770         *mean = (double) is->val / n;
1771         *dev = sqrt(((double) is->val_sq - (*mean * *mean) / n) / (n - 1));
1772         if (!(*min + *max) && !(*mean + *dev))
1773                 return 0;
1774
1775         return 1;
1776 }
1777
1778 static void show_ddir_status(struct thread_data *td, struct group_run_stats *rs,
1779                              int ddir)
1780 {
1781         char *ddir_str[] = { "read ", "write" };
1782         unsigned long min, max, bw;
1783         double mean, dev;
1784
1785         if (!td->runtime[ddir])
1786                 return;
1787
1788         bw = td->io_bytes[ddir] / td->runtime[ddir];
1789         printf("  %s: io=%6luMiB, bw=%6luKiB/s, runt=%6lumsec\n", ddir_str[ddir], td->io_bytes[ddir] >> 20, bw, td->runtime[ddir]);
1790
1791         if (calc_lat(&td->slat_stat[ddir], &min, &max, &mean, &dev))
1792                 printf("    slat (msec): min=%5lu, max=%5lu, avg=%5.02f, dev=%5.02f\n", min, max, mean, dev);
1793
1794         if (calc_lat(&td->clat_stat[ddir], &min, &max, &mean, &dev))
1795                 printf("    clat (msec): min=%5lu, max=%5lu, avg=%5.02f, dev=%5.02f\n", min, max, mean, dev);
1796
1797         if (calc_lat(&td->bw_stat[ddir], &min, &max, &mean, &dev)) {
1798                 double p_of_agg;
1799
1800                 p_of_agg = mean * 100 / (double) rs->agg[ddir];
1801                 printf("    bw (KiB/s) : min=%5lu, max=%5lu, per=%3.2f%%, avg=%5.02f, dev=%5.02f\n", min, max, p_of_agg, mean, dev);
1802         }
1803 }
1804
1805 static void show_thread_status(struct thread_data *td,
1806                                struct group_run_stats *rs)
1807 {
1808         double usr_cpu, sys_cpu;
1809
1810         if (!(td->io_bytes[0] + td->io_bytes[1]) && !td->error)
1811                 return;
1812
1813         printf("Client%d (groupid=%d): err=%2d:\n", td->thread_number, td->groupid, td->error);
1814
1815         show_ddir_status(td, rs, td->ddir);
1816         show_ddir_status(td, rs, td->ddir ^ 1);
1817
1818         if (td->runtime[0] + td->runtime[1]) {
1819                 double runt = td->runtime[0] + td->runtime[1];
1820
1821                 usr_cpu = (double) td->usr_time * 100 / runt;
1822                 sys_cpu = (double) td->sys_time * 100 / runt;
1823         } else {
1824                 usr_cpu = 0;
1825                 sys_cpu = 0;
1826         }
1827
1828         printf("  cpu          : usr=%3.2f%%, sys=%3.2f%%, ctx=%lu\n", usr_cpu, sys_cpu, td->ctx);
1829 }
1830
1831 static void check_str_update(struct thread_data *td)
1832 {
1833         char c = run_str[td->thread_number - 1];
1834
1835         if (td->runstate == td->old_runstate)
1836                 return;
1837
1838         switch (td->runstate) {
1839                 case TD_REAPED:
1840                         c = '_';
1841                         break;
1842                 case TD_EXITED:
1843                         c = 'E';
1844                         break;
1845                 case TD_RUNNING:
1846                         if (td_read(td)) {
1847                                 if (td->sequential)
1848                                         c = 'R';
1849                                 else
1850                                         c = 'r';
1851                         } else {
1852                                 if (td->sequential)
1853                                         c = 'W';
1854                                 else
1855                                         c = 'w';
1856                         }
1857                         break;
1858                 case TD_VERIFYING:
1859                         c = 'V';
1860                         break;
1861                 case TD_CREATED:
1862                         c = 'C';
1863                         break;
1864                 case TD_NOT_CREATED:
1865                         c = 'P';
1866                         break;
1867                 default:
1868                         printf("state %d\n", td->runstate);
1869         }
1870
1871         run_str[td->thread_number - 1] = c;
1872         td->old_runstate = td->runstate;
1873 }
1874
1875 static void eta_to_str(char *str, int eta_sec)
1876 {
1877         unsigned int d, h, m, s;
1878         static int always_d, always_h;
1879
1880         d = h = m = s = 0;
1881
1882         s = eta_sec % 60;
1883         eta_sec /= 60;
1884         m = eta_sec % 60;
1885         eta_sec /= 60;
1886         h = eta_sec % 24;
1887         eta_sec /= 24;
1888         d = eta_sec;
1889
1890         if (d || always_d) {
1891                 always_d = 1;
1892                 str += sprintf(str, "%02dd:", d);
1893         }
1894         if (h || always_h) {
1895                 always_h = 1;
1896                 str += sprintf(str, "%02dh:", h);
1897         }
1898
1899         str += sprintf(str, "%02dm:", m);
1900         str += sprintf(str, "%02ds", s);
1901 }
1902
1903 static void print_thread_status(void)
1904 {
1905         unsigned long long bytes_done, bytes_total;
1906         int i, nr_running, t_rate, m_rate, eta_sec;
1907         char eta_str[32];
1908         double perc;
1909
1910         bytes_done = bytes_total = 0;
1911         nr_running = t_rate = m_rate = 0;
1912         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1913                 struct thread_data *td = &threads[i];
1914
1915                 if (td->runstate == TD_RUNNING || td->runstate == TD_VERIFYING){
1916                         nr_running++;
1917                         t_rate += td->rate;
1918                         m_rate += td->ratemin;
1919                 }
1920
1921                 bytes_total += td->total_io_size;
1922                 if (td->verify)
1923                         bytes_total += td->total_io_size;
1924
1925                 bytes_done += td->io_bytes[DDIR_READ] +td->io_bytes[DDIR_WRITE];
1926
1927                 check_str_update(td);
1928         }
1929
1930         perc = 0;
1931         eta_sec = 0;
1932         if (bytes_total && bytes_done) {
1933                 unsigned long runtime;
1934
1935                 perc = (double) bytes_done / (double) bytes_total;
1936                 if (perc > 1.0)
1937                         perc = 1.0;
1938
1939                 runtime = time_since_now(&genesis);
1940                 if (runtime >= 5) {
1941                         memset(eta_str, 0, sizeof(eta_str));
1942                         eta_sec = (runtime * (1.0 / perc)) - runtime;
1943                         eta_to_str(eta_str, eta_sec);
1944                 }
1945
1946                 perc *= 100.0;
1947         }
1948
1949         printf("Threads now running (%d)", nr_running);
1950         if (m_rate || t_rate)
1951                 printf(", commitrate %d/%dKiB/sec", t_rate, m_rate);
1952         printf(": [%s] [%3.2f%% done]", run_str, perc);
1953         if (eta_sec)
1954                 printf(" [eta %s]", eta_str);
1955         printf("\r");
1956         fflush(stdout);
1957 }
1958
1959 static void reap_threads(int *nr_running, int *t_rate, int *m_rate)
1960 {
1961         int i;
1962
1963         /*
1964          * reap exited threads (TD_EXITED -> TD_REAPED)
1965          */
1966         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1967                 struct thread_data *td = &threads[i];
1968
1969                 if (td->runstate != TD_EXITED)
1970                         continue;
1971
1972                 td_set_runstate(td, TD_REAPED);
1973
1974                 if (td->use_thread) {
1975                         long ret;
1976
1977                         if (pthread_join(td->thread, (void *) &ret))
1978                                 perror("thread_join");
1979                 } else
1980                         waitpid(td->pid, NULL, 0);
1981
1982                 (*nr_running)--;
1983                 (*m_rate) -= td->ratemin;
1984                 (*t_rate) -= td->rate;
1985         }
1986 }
1987
1988 static void run_threads(void)
1989 {
1990         struct thread_data *td;
1991         unsigned long spent;
1992         int i, todo, nr_running, m_rate, t_rate, nr_started;
1993
1994         printf("Starting %d thread%s\n", thread_number, thread_number > 1 ? "s" : "");
1995         fflush(stdout);
1996
1997         signal(SIGINT, sig_handler);
1998         signal(SIGALRM, sig_handler);
1999
2000         todo = thread_number;
2001         nr_running = 0;
2002         nr_started = 0;
2003         m_rate = t_rate = 0;
2004
2005         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2006                 td = &threads[i];
2007
2008                 run_str[td->thread_number - 1] = 'P';
2009
2010                 init_disk_util(td);
2011
2012                 if (!td->create_serialize)
2013                         continue;
2014
2015                 /*
2016                  * do file setup here so it happens sequentially,
2017                  * we don't want X number of threads getting their
2018                  * client data interspersed on disk
2019                  */
2020                 if (setup_file(td)) {
2021                         td_set_runstate(td, TD_REAPED);
2022                         todo--;
2023                 }
2024         }
2025
2026         gettimeofday(&genesis, NULL);
2027
2028         while (todo) {
2029                 /*
2030                  * create threads (TD_NOT_CREATED -> TD_CREATED)
2031                  */
2032                 for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2033                         td = &threads[i];
2034
2035                         if (td->runstate != TD_NOT_CREATED)
2036                                 continue;
2037
2038                         /*
2039                          * never got a chance to start, killed by other
2040                          * thread for some reason
2041                          */
2042                         if (td->terminate) {
2043                                 todo--;
2044                                 continue;
2045                         }
2046
2047                         if (td->start_delay) {
2048                                 spent = mtime_since_now(&genesis);
2049
2050                                 if (td->start_delay * 1000 > spent)
2051                                         continue;
2052                         }
2053
2054                         if (td->stonewall && (nr_started || nr_running))
2055                                 break;
2056
2057                         td_set_runstate(td, TD_CREATED);
2058                         sem_init(&startup_sem, 0, 1);
2059                         todo--;
2060                         nr_started++;
2061
2062                         if (td->use_thread) {
2063                                 if (pthread_create(&td->thread, NULL, thread_main, td)) {
2064                                         perror("thread_create");
2065                                         nr_started--;
2066                                 }
2067                         } else {
2068                                 if (fork())
2069                                         sem_wait(&startup_sem);
2070                                 else {
2071                                         fork_main(shm_id, i);
2072                                         exit(0);
2073                                 }
2074                         }
2075                 }
2076
2077                 /*
2078                  * start created threads (TD_CREATED -> TD_RUNNING)
2079                  */
2080                 for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2081                         td = &threads[i];
2082
2083                         if (td->runstate != TD_CREATED)
2084                                 continue;
2085
2086                         td_set_runstate(td, TD_RUNNING);
2087                         nr_running++;
2088                         nr_started--;
2089                         m_rate += td->ratemin;
2090                         t_rate += td->rate;
2091                         sem_post(&td->mutex);
2092                 }
2093
2094                 reap_threads(&nr_running, &t_rate, &m_rate);
2095
2096                 if (todo)
2097                         usleep(100000);
2098         }
2099
2100         while (nr_running) {
2101                 reap_threads(&nr_running, &t_rate, &m_rate);
2102                 usleep(10000);
2103         }
2104
2105         update_io_ticks();
2106 }
2107
2108 static void show_group_stats(struct group_run_stats *rs, int id)
2109 {
2110         printf("\nRun status group %d (all jobs):\n", id);
2111
2112         if (rs->max_run[DDIR_READ])
2113                 printf("   READ: io=%luMiB, aggrb=%lu, minb=%lu, maxb=%lu, mint=%lumsec, maxt=%lumsec\n", rs->io_mb[0], rs->agg[0], rs->min_bw[0], rs->max_bw[0], rs->min_run[0], rs->max_run[0]);
2114         if (rs->max_run[DDIR_WRITE])
2115                 printf("  WRITE: io=%luMiB, aggrb=%lu, minb=%lu, maxb=%lu, mint=%lumsec, maxt=%lumsec\n", rs->io_mb[1], rs->agg[1], rs->min_bw[1], rs->max_bw[1], rs->min_run[1], rs->max_run[1]);
2116 }
2117
2118 static void show_disk_util(void)
2119 {
2120         struct disk_util_stat *dus;
2121         struct list_head *entry;
2122         struct disk_util *du;
2123         double util;
2124
2125         printf("\nDisk stats (read/write):\n");
2126
2127         list_for_each(entry, &disk_list) {
2128                 du = list_entry(entry, struct disk_util, list);
2129                 dus = &du->dus;
2130
2131                 util = (double) 100 * du->dus.io_ticks / (double) du->msec;
2132                 if (util > 100.0)
2133                         util = 100.0;
2134
2135                 printf("  %s: ios=%u/%u, merge=%u/%u, ticks=%u/%u, in_queue=%u, util=%3.2f%%\n", du->name, dus->ios[0], dus->ios[1], dus->merges[0], dus->merges[1], dus->ticks[0], dus->ticks[1], dus->time_in_queue, util);
2136         }
2137 }
2138
2139 static void show_run_stats(void)
2140 {
2141         struct group_run_stats *runstats, *rs;
2142         struct thread_data *td;
2143         int i;
2144
2145         runstats = malloc(sizeof(struct group_run_stats) * (groupid + 1));
2146
2147         for (i = 0; i < groupid + 1; i++) {
2148                 rs = &runstats[i];
2149
2150                 memset(rs, 0, sizeof(*rs));
2151                 rs->min_bw[0] = rs->min_run[0] = ~0UL;
2152                 rs->min_bw[1] = rs->min_run[1] = ~0UL;
2153         }
2154
2155         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2156                 unsigned long rbw, wbw;
2157
2158                 td = &threads[i];
2159
2160                 if (td->error) {
2161                         printf("Client%d: %s\n", td->thread_number, td->verror);
2162                         continue;
2163                 }
2164
2165                 rs = &runstats[td->groupid];
2166
2167                 if (td->runtime[0] < rs->min_run[0] || !rs->min_run[0])
2168                         rs->min_run[0] = td->runtime[0];
2169                 if (td->runtime[0] > rs->max_run[0])
2170                         rs->max_run[0] = td->runtime[0];
2171                 if (td->runtime[1] < rs->min_run[1] || !rs->min_run[1])
2172                         rs->min_run[1] = td->runtime[1];
2173                 if (td->runtime[1] > rs->max_run[1])
2174                         rs->max_run[1] = td->runtime[1];
2175
2176                 rbw = wbw = 0;
2177                 if (td->runtime[0])
2178                         rbw = td->io_bytes[0] / td->runtime[0];
2179                 if (td->runtime[1])
2180                         wbw = td->io_bytes[1] / td->runtime[1];
2181
2182                 if (rbw < rs->min_bw[0])
2183                         rs->min_bw[0] = rbw;
2184                 if (wbw < rs->min_bw[1])
2185                         rs->min_bw[1] = wbw;
2186                 if (rbw > rs->max_bw[0])
2187                         rs->max_bw[0] = rbw;
2188                 if (wbw > rs->max_bw[1])
2189                         rs->max_bw[1] = wbw;
2190
2191                 rs->io_mb[0] += td->io_bytes[0] >> 20;
2192                 rs->io_mb[1] += td->io_bytes[1] >> 20;
2193         }
2194
2195         for (i = 0; i < groupid + 1; i++) {
2196                 rs = &runstats[i];
2197
2198                 if (rs->max_run[0])
2199                         rs->agg[0] = (rs->io_mb[0]*1024*1000) / rs->max_run[0];
2200                 if (rs->max_run[1])
2201                         rs->agg[1] = (rs->io_mb[1]*1024*1000) / rs->max_run[1];
2202         }
2203
2204         /*
2205          * don't overwrite last signal output
2206          */
2207         printf("\n");
2208
2209         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2210                 td = &threads[i];
2211                 rs = &runstats[td->groupid];
2212
2213                 show_thread_status(td, rs);
2214         }
2215
2216         for (i = 0; i < groupid + 1; i++)
2217                 show_group_stats(&runstats[i], i);
2218
2219         show_disk_util();
2220 }
2221
2222 int main(int argc, char *argv[])
2223 {
2224         if (parse_options(argc, argv))
2225                 return 1;
2226
2227         if (!thread_number) {
2228                 printf("Nothing to do\n");
2229                 return 1;
2230         }
2231
2232         disk_util_timer_arm();
2233
2234         run_threads();
2235         show_run_stats();
2236
2237         return 0;
2238 }