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 <unistd.h>
  22 #include <fcntl.h>
  23 #include <string.h>
  24 #include <signal.h>
  25 #include <time.h>
  26 #include <assert.h>
  27 #include <sys/stat.h>
  28 #include <sys/wait.h>
  29 #include <sys/ipc.h>
  30 #include <sys/shm.h>
  31 #include <sys/ioctl.h>
  32 #include <sys/mman.h>
  33
  34 #include "fio.h"
  35 #include "os.h"
  36
  37 #define MASK    (4095)
  38
  39 #define ALIGN(buf)      (char *) (((unsigned long) (buf) + MASK) & ~(MASK))
  40
  41 int groupid = 0;
  42 int thread_number = 0;
  43 static char run_str[MAX_JOBS + 1];
  44 int shm_id = 0;
  45 static struct timeval genesis;
  46
  47 static void print_thread_status(void);
  48
  49 extern unsigned long long mlock_size;
  50
  51 /*
  52  * thread life cycle
  53  */
  54 enum {
  55         TD_NOT_CREATED = 0,
  56         TD_CREATED,
  57         TD_INITIALIZED,
  58         TD_RUNNING,
  59         TD_VERIFYING,
  60         TD_EXITED,
  61         TD_REAPED,
  62 };
  63
  64 #define should_fsync(td)        ((td_write(td) || td_rw(td)) && (!(td)->odirect || (td)->override_sync))
  65
  66 static volatile int startup_sem;
  67
  68 #define TERMINATE_ALL           (-1)
  69 #define JOB_START_TIMEOUT       (5 * 1000)
  70
  71 static void terminate_threads(int group_id)
  72 {
  73         int i;
  74
  75         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
  76                 struct thread_data *td = &threads[i];
  77
  78                 if (group_id == TERMINATE_ALL || groupid == td->groupid) {
  79                         td->terminate = 1;
  80                         td->start_delay = 0;
  81                 }
  82         }
  83 }
  84
  85 static void sig_handler(int sig)
  86 {
  87         switch (sig) {
  88                 case SIGALRM:
  89                         update_io_ticks();
  90                         disk_util_timer_arm();
  91                         print_thread_status();
  92                         break;
  93                 default:
  94                         printf("\nfio: terminating on signal\n");
  95                         fflush(stdout);
  96                         terminate_threads(TERMINATE_ALL);
  97                         break;
  98         }
  99 }
 100
 101 static int random_map_free(struct thread_data *td, unsigned long long block)
 102 {
 103         unsigned int idx = RAND_MAP_IDX(td, block);
 104         unsigned int bit = RAND_MAP_BIT(td, block);
 105
 106         return (td->file_map[idx] & (1UL << bit)) == 0;
 107 }
 108
 109 static int get_next_free_block(struct thread_data *td, unsigned long long *b)
 110 {
 111         int i;
 112
 113         *b = 0;
 114         i = 0;
 115         while ((*b) * td->min_bs < td->io_size) {
 116                 if (td->file_map[i] != -1UL) {
 117                         *b += ffz(td->file_map[i]);
 118                         return 0;
 119                 }
 120
 121                 *b += BLOCKS_PER_MAP;
 122                 i++;
 123         }
 124
 125         return 1;
 126 }
 127
 128 static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 129 {
 130         unsigned long long block = io_u->offset / (unsigned long long) td->min_bs;
 131         unsigned int blocks = 0;
 132
 133         while (blocks < (io_u->buflen / td->min_bs)) {
 134                 unsigned int idx, bit;
 135
 136                 if (!random_map_free(td, block))
 137                         break;
 138
 139                 idx = RAND_MAP_IDX(td, block);
 140                 bit = RAND_MAP_BIT(td, block);
 141
 142                 assert(idx < td->num_maps);
 143
 144                 td->file_map[idx] |= (1UL << bit);
 145                 block++;
 146                 blocks++;
 147         }
 148
 149         if ((blocks * td->min_bs) < io_u->buflen)
 150                 io_u->buflen = blocks * td->min_bs;
 151 }
 152
 153 static int get_next_offset(struct thread_data *td, unsigned long long *offset)
 154 {
 155         unsigned long long b, rb;
 156         long r;
 157
 158         if (!td->sequential) {
 159                 unsigned long long max_blocks = td->io_size / td->min_bs;
 160                 int loops = 50;
 161
 162                 do {
 163                         r = os_random_long(&td->random_state);
 164                         b = ((max_blocks - 1) * r / (unsigned long long) (RAND_MAX+1.0));
 165                         rb = b + (td->file_offset / td->min_bs);
 166                         loops--;
 167                 } while (!random_map_free(td, rb) && loops);
 168
 169                 if (!loops) {
 170                         if (get_next_free_block(td, &b))
 171                                 return 1;
 172                 }
 173         } else
 174                 b = td->last_pos / td->min_bs;
 175
 176         *offset = (b * td->min_bs) + td->file_offset;
 177         if (*offset > td->real_file_size)
 178                 return 1;
 179
 180         return 0;
 181 }
 182
 183 static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td)
 184 {
 185         unsigned int buflen;
 186         long r;
 187
 188         if (td->min_bs == td->max_bs)
 189                 buflen = td->min_bs;
 190         else {
 191                 r = os_random_long(&td->bsrange_state);
 192                 buflen = (1 + (double) (td->max_bs - 1) * r / (RAND_MAX + 1.0));
 193                 buflen = (buflen + td->min_bs - 1) & ~(td->min_bs - 1);
 194         }
 195
 196         if (buflen > td->io_size - td->this_io_bytes[td->ddir])
 197                 buflen = td->io_size - td->this_io_bytes[td->ddir];
 198
 199         return buflen;
 200 }
 201
 202 static int check_min_rate(struct thread_data *td, struct timeval *now)
 203 {
 204         unsigned long spent;
 205         unsigned long rate;
 206         int ddir = td->ddir;
 207
 208         /*
 209          * allow a 2 second settle period in the beginning
 210          */
 211         if (mtime_since(&td->start, now) < 2000)
 212                 return 0;
 213
 214         /*
 215          * if rate blocks is set, sample is running
 216          */
 217         if (td->rate_bytes) {
 218                 spent = mtime_since(&td->lastrate, now);
 219                 if (spent < td->ratecycle)
 220                         return 0;
 221
 222                 rate = (td->this_io_bytes[ddir] - td->rate_bytes) / spent;
 223                 if (rate < td->ratemin) {
 224                         printf("%s: min rate %d not met, got %ldKiB/sec\n", td->name, td->ratemin, rate);
 225                         if (rate_quit)
 226                                 terminate_threads(td->groupid);
 227                         return 1;
 228                 }
 229         }
 230
 231         td->rate_bytes = td->this_io_bytes[ddir];
 232         memcpy(&td->lastrate, now, sizeof(*now));
 233         return 0;
 234 }
 235
 236 static inline int runtime_exceeded(struct thread_data *td, struct timeval *t)
 237 {
 238         if (!td->timeout)
 239                 return 0;
 240         if (mtime_since(&td->epoch, t) >= td->timeout * 1000)
 241                 return 1;
 242
 243         return 0;
 244 }
 245
 246 static void fill_random_bytes(struct thread_data *td,
 247                               unsigned char *p, unsigned int len)
 248 {
 249         unsigned int todo;
 250         double r;
 251
 252         while (len) {
 253                 r = os_random_double(&td->verify_state);
 254
 255                 /*
 256                  * lrand48_r seems to be broken and only fill the bottom
 257                  * 32-bits, even on 64-bit archs with 64-bit longs
 258                  */
 259                 todo = sizeof(r);
 260                 if (todo > len)
 261                         todo = len;
 262
 263                 memcpy(p, &r, todo);
 264
 265                 len -= todo;
 266                 p += todo;
 267         }
 268 }
 269
 270 static void hexdump(void *buffer, int len)
 271 {
 272         unsigned char *p = buffer;
 273         int i;
 274
 275         for (i = 0; i < len; i++)
 276                 printf("%02x", p[i]);
 277         printf("\n");
 278 }
 279
 280 static int verify_io_u_crc32(struct verify_header *hdr, struct io_u *io_u)
 281 {
 282         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
 283         unsigned long c;
 284
 285         p += sizeof(*hdr);
 286         c = crc32(p, hdr->len - sizeof(*hdr));
 287
 288         if (c != hdr->crc32) {
 289                 fprintf(stderr, "crc32: verify failed at %llu/%u\n", io_u->offset, io_u->buflen);
 290                 fprintf(stderr, "crc32: wanted %lx, got %lx\n", hdr->crc32, c);
 291                 return 1;
 292         }
 293
 294         return 0;
 295 }
 296
 297 static int verify_io_u_md5(struct verify_header *hdr, struct io_u *io_u)
 298 {
 299         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
 300         struct md5_ctx md5_ctx;
 301
 302         memset(&md5_ctx, 0, sizeof(md5_ctx));
 303         p += sizeof(*hdr);
 304         md5_update(&md5_ctx, p, hdr->len - sizeof(*hdr));
 305
 306         if (memcmp(hdr->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash))) {
 307                 fprintf(stderr, "md5: verify failed at %llu/%u\n", io_u->offset, io_u->buflen);
 308                 hexdump(hdr->md5_digest, sizeof(hdr->md5_digest));
 309                 hexdump(md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
 310                 return 1;
 311         }
 312
 313         return 0;
 314 }
 315
 316 static int verify_io_u(struct io_u *io_u)
 317 {
 318         struct verify_header *hdr = (struct verify_header *) io_u->buf;
 319         int ret;
 320
 321         if (hdr->fio_magic != FIO_HDR_MAGIC)
 322                 return 1;
 323
 324         if (hdr->verify_type == VERIFY_MD5)
 325                 ret = verify_io_u_md5(hdr, io_u);
 326         else if (hdr->verify_type == VERIFY_CRC32)
 327                 ret = verify_io_u_crc32(hdr, io_u);
 328         else {
 329                 fprintf(stderr, "Bad verify type %d\n", hdr->verify_type);
 330                 ret = 1;
 331         }
 332
 333         return ret;
 334 }
 335
 336 static void fill_crc32(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 337 {
 338         hdr->crc32 = crc32(p, len);
 339 }
 340
 341 static void fill_md5(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 342 {
 343         struct md5_ctx md5_ctx;
 344
 345         memset(&md5_ctx, 0, sizeof(md5_ctx));
 346         md5_update(&md5_ctx, p, len);
 347         memcpy(hdr->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
 348 }
 349
 350 static int get_rw_ddir(struct thread_data *td)
 351 {
 352         if (td_rw(td)) {
 353                 struct timeval now;
 354                 unsigned long elapsed;
 355
 356                 gettimeofday(&now, NULL);
 357                 elapsed = mtime_since_now(&td->rwmix_switch);
 358
 359                 /*
 360                  * Check if it's time to seed a new data direction.
 361                  */
 362                 if (elapsed >= td->rwmixcycle) {
 363                         int v;
 364                         long r;
 365
 366                         r = os_random_long(&td->rwmix_state);
 367                         v = 1 + (int) (100.0 * (r / (RAND_MAX + 1.0)));
 368                         if (v < td->rwmixread)
 369                                 td->rwmix_ddir = DDIR_READ;
 370                         else
 371                                 td->rwmix_ddir = DDIR_WRITE;
 372                         memcpy(&td->rwmix_switch, &now, sizeof(now));
 373                 }
 374                 return td->rwmix_ddir;
 375         } else if (td_read(td))
 376                 return DDIR_READ;
 377         else
 378                 return DDIR_WRITE;
 379 }
 380
 381 /*
 382  * fill body of io_u->buf with random data and add a header with the
 383  * crc32 or md5 sum of that data.
 384  */
 385 static void populate_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 386 {
 387         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
 388         struct verify_header hdr;
 389
 390         hdr.fio_magic = FIO_HDR_MAGIC;
 391         hdr.len = io_u->buflen;
 392         p += sizeof(hdr);
 393         fill_random_bytes(td, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
 394
 395         if (td->verify == VERIFY_MD5) {
 396                 fill_md5(&hdr, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
 397                 hdr.verify_type = VERIFY_MD5;
 398         } else {
 399                 fill_crc32(&hdr, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
 400                 hdr.verify_type = VERIFY_CRC32;
 401         }
 402
 403         memcpy(io_u->buf, &hdr, sizeof(hdr));
 404 }
 405
 406 static int td_io_prep(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 407 {
 408         if (td->io_prep && td->io_prep(td, io_u))
 409                 return 1;
 410
 411         return 0;
 412 }
 413
 414 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 415 {
 416         list_del(&io_u->list);
 417         list_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
 418         td->cur_depth--;
 419 }
 420
 421 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 422 {
 423         /*
 424          * If using an iolog, grab next piece if any available.
 425          */
 426         if (td->read_iolog)
 427                 return read_iolog_get(td, io_u);
 428
 429         /*
 430          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next position.
 431          */
 432         if (!get_next_offset(td, &io_u->offset)) {
 433                 io_u->buflen = get_next_buflen(td);
 434
 435                 if (io_u->buflen) {
 436                         io_u->ddir = get_rw_ddir(td);
 437
 438                         /*
 439                          * If using a write iolog, store this entry.
 440                          */
 441                         if (td->write_iolog)
 442                                 write_iolog_put(td, io_u);
 443
 444                         return 0;
 445                 }
 446         }
 447
 448         return 1;
 449 }
 450
 451 #define queue_full(td)  list_empty(&(td)->io_u_freelist)
 452
 453 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
 454 {
 455         struct io_u *io_u = NULL;
 456
 457         if (!queue_full(td)) {
 458                 io_u = list_entry(td->io_u_freelist.next, struct io_u, list);
 459
 460                 io_u->error = 0;
 461                 io_u->resid = 0;
 462                 list_del(&io_u->list);
 463                 list_add(&io_u->list, &td->io_u_busylist);
 464                 td->cur_depth++;
 465         }
 466
 467         return io_u;
 468 }
 469
 470 static struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
 471 {
 472         struct io_u *io_u;
 473
 474         io_u = __get_io_u(td);
 475         if (!io_u)
 476                 return NULL;
 477
 478         if (td->zone_bytes >= td->zone_size) {
 479                 td->zone_bytes = 0;
 480                 td->last_pos += td->zone_skip;
 481         }
 482
 483         if (fill_io_u(td, io_u)) {
 484                 put_io_u(td, io_u);
 485                 return NULL;
 486         }
 487
 488         if (io_u->buflen + io_u->offset > td->real_file_size)
 489                 io_u->buflen = td->real_file_size - io_u->offset;
 490
 491         if (!io_u->buflen) {
 492                 put_io_u(td, io_u);
 493                 return NULL;
 494         }
 495
 496         if (!td->read_iolog && !td->sequential)
 497                 mark_random_map(td, io_u);
 498
 499         td->last_pos += io_u->buflen;
 500
 501         if (td->verify != VERIFY_NONE)
 502                 populate_io_u(td, io_u);
 503
 504         if (td_io_prep(td, io_u)) {
 505                 put_io_u(td, io_u);
 506                 return NULL;
 507         }
 508
 509         gettimeofday(&io_u->start_time, NULL);
 510         return io_u;
 511 }
 512
 513 static inline void td_set_runstate(struct thread_data *td, int runstate)
 514 {
 515         td->old_runstate = td->runstate;
 516         td->runstate = runstate;
 517 }
 518
 519 static int get_next_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 520 {
 521         struct io_piece *ipo;
 522
 523         if (!list_empty(&td->io_hist_list)) {
 524                 ipo = list_entry(td->io_hist_list.next, struct io_piece, list);
 525
 526                 list_del(&ipo->list);
 527
 528                 io_u->offset = ipo->offset;
 529                 io_u->buflen = ipo->len;
 530                 io_u->ddir = DDIR_READ;
 531                 free(ipo);
 532                 return 0;
 533         }
 534
 535         return 1;
 536 }
 537
 538 static int sync_td(struct thread_data *td)
 539 {
 540         if (td->io_sync)
 541                 return td->io_sync(td);
 542
 543         return 0;
 544 }
 545
 546 static int io_u_getevents(struct thread_data *td, int min, int max,
 547                           struct timespec *t)
 548 {
 549         return td->io_getevents(td, min, max, t);
 550 }
 551
 552 static int io_u_queue(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 553 {
 554         gettimeofday(&io_u->issue_time, NULL);
 555
 556         return td->io_queue(td, io_u);
 557 }
 558
 559 #define iocb_time(iocb) ((unsigned long) (iocb)->data)
 560
 561 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 562                          struct io_completion_data *icd)
 563 {
 564         struct timeval e;
 565         unsigned long msec;
 566
 567         gettimeofday(&e, NULL);
 568
 569         if (!io_u->error) {
 570                 unsigned int bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
 571                 const int idx = io_u->ddir;
 572
 573                 td->io_blocks[idx]++;
 574                 td->io_bytes[idx] += bytes;
 575                 td->zone_bytes += bytes;
 576                 td->this_io_bytes[idx] += bytes;
 577
 578                 msec = mtime_since(&io_u->issue_time, &e);
 579
 580                 add_clat_sample(td, idx, msec);
 581                 add_bw_sample(td, idx);
 582
 583                 if ((td_rw(td) || td_write(td)) && idx == DDIR_WRITE)
 584                         log_io_piece(td, io_u);
 585
 586                 icd->bytes_done[idx] += bytes;
 587         } else
 588                 icd->error = io_u->error;
 589 }
 590
 591 static void ios_completed(struct thread_data *td,struct io_completion_data *icd)
 592 {
 593         struct io_u *io_u;
 594         int i;
 595
 596         icd->error = 0;
 597         icd->bytes_done[0] = icd->bytes_done[1] = 0;
 598
 599         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
 600                 io_u = td->io_event(td, i);
 601
 602                 io_completed(td, io_u, icd);
 603                 put_io_u(td, io_u);
 604         }
 605 }
 606
 607 static void cleanup_pending_aio(struct thread_data *td)
 608 {
 609         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0};
 610         struct list_head *entry, *n;
 611         struct io_completion_data icd;
 612         struct io_u *io_u;
 613         int r;
 614
 615         /*
 616          * get immediately available events, if any
 617          */
 618         r = io_u_getevents(td, 0, td->cur_depth, &ts);
 619         if (r > 0) {
 620                 icd.nr = r;
 621                 ios_completed(td, &icd);
 622         }
 623
 624         /*
 625          * now cancel remaining active events
 626          */
 627         if (td->io_cancel) {
 628                 list_for_each_safe(entry, n, &td->io_u_busylist) {
 629                         io_u = list_entry(entry, struct io_u, list);
 630
 631                         r = td->io_cancel(td, io_u);
 632                         if (!r)
 633                                 put_io_u(td, io_u);
 634                 }
 635         }
 636
 637         if (td->cur_depth) {
 638                 r = io_u_getevents(td, td->cur_depth, td->cur_depth, NULL);
 639                 if (r > 0) {
 640                         icd.nr = r;
 641                         ios_completed(td, &icd);
 642                 }
 643         }
 644 }
 645
 646 static int do_io_u_verify(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 647 {
 648         struct io_u *v_io_u = *io_u;
 649         int ret = 0;
 650
 651         if (v_io_u) {
 652                 ret = verify_io_u(v_io_u);
 653                 put_io_u(td, v_io_u);
 654                 *io_u = NULL;
 655         }
 656
 657         return ret;
 658 }
 659
 660 static void do_verify(struct thread_data *td)
 661 {
 662         struct timeval t;
 663         struct io_u *io_u, *v_io_u = NULL;
 664         struct io_completion_data icd;
 665         int ret;
 666
 667         td_set_runstate(td, TD_VERIFYING);
 668
 669         do {
 670                 if (td->terminate)
 671                         break;
 672
 673                 gettimeofday(&t, NULL);
 674                 if (runtime_exceeded(td, &t))
 675                         break;
 676
 677                 io_u = __get_io_u(td);
 678                 if (!io_u)
 679                         break;
 680
 681                 if (get_next_verify(td, io_u)) {
 682                         put_io_u(td, io_u);
 683                         break;
 684                 }
 685
 686                 if (td_io_prep(td, io_u)) {
 687                         put_io_u(td, io_u);
 688                         break;
 689                 }
 690
 691                 ret = io_u_queue(td, io_u);
 692                 if (ret) {
 693                         put_io_u(td, io_u);
 694                         td_verror(td, ret);
 695                         break;
 696                 }
 697
 698                 /*
 699                  * we have one pending to verify, do that while
 700                  * we are doing io on the next one
 701                  */
 702                 if (do_io_u_verify(td, &v_io_u))
 703                         break;
 704
 705                 ret = io_u_getevents(td, 1, 1, NULL);
 706                 if (ret != 1) {
 707                         if (ret < 0)
 708                                 td_verror(td, ret);
 709                         break;
 710                 }
 711
 712                 v_io_u = td->io_event(td, 0);
 713                 icd.nr = 1;
 714                 icd.error = 0;
 715                 io_completed(td, v_io_u, &icd);
 716
 717                 if (icd.error) {
 718                         td_verror(td, icd.error);
 719                         put_io_u(td, v_io_u);
 720                         v_io_u = NULL;
 721                         break;
 722                 }
 723
 724                 /*
 725                  * if we can't submit more io, we need to verify now
 726                  */
 727                 if (queue_full(td) && do_io_u_verify(td, &v_io_u))
 728                         break;
 729
 730         } while (1);
 731
 732         do_io_u_verify(td, &v_io_u);
 733
 734         if (td->cur_depth)
 735                 cleanup_pending_aio(td);
 736
 737         td_set_runstate(td, TD_RUNNING);
 738 }
 739
 740 /*
 741  * Main IO worker functions. It retrieves io_u's to process and queues
 742  * and reaps them, checking for rate and errors along the way.
 743  */
 744 static void do_io(struct thread_data *td)
 745 {
 746         struct io_completion_data icd;
 747         struct timeval s, e;
 748         unsigned long usec;
 749
 750         while (td->this_io_bytes[td->ddir] < td->io_size) {
 751                 struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0};
 752                 struct timespec *timeout;
 753                 int ret, min_evts = 0;
 754                 struct io_u *io_u;
 755
 756                 if (td->terminate)
 757                         break;
 758
 759                 io_u = get_io_u(td);
 760                 if (!io_u)
 761                         break;
 762
 763                 memcpy(&s, &io_u->start_time, sizeof(s));
 764
 765                 ret = io_u_queue(td, io_u);
 766                 if (ret) {
 767                         put_io_u(td, io_u);
 768                         td_verror(td, ret);
 769                         break;
 770                 }
 771
 772                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, mtime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time));
 773
 774                 if (td->cur_depth < td->iodepth) {
 775                         timeout = &ts;
 776                         min_evts = 0;
 777                 } else {
 778                         timeout = NULL;
 779                         min_evts = 1;
 780                 }
 781
 782                 ret = io_u_getevents(td, min_evts, td->cur_depth, timeout);
 783                 if (ret < 0) {
 784                         td_verror(td, ret);
 785                         break;
 786                 } else if (!ret)
 787                         continue;
 788
 789                 icd.nr = ret;
 790                 ios_completed(td, &icd);
 791                 if (icd.error) {
 792                         td_verror(td, icd.error);
 793                         break;
 794                 }
 795
 796                 /*
 797                  * the rate is batched for now, it should work for batches
 798                  * of completions except the very first one which may look
 799                  * a little bursty
 800                  */
 801                 gettimeofday(&e, NULL);
 802                 usec = utime_since(&s, &e);
 803
 804                 rate_throttle(td, usec, icd.bytes_done[td->ddir]);
 805
 806                 if (check_min_rate(td, &e)) {
 807                         td_verror(td, ENOMEM);
 808                         break;
 809                 }
 810
 811                 if (runtime_exceeded(td, &e))
 812                         break;
 813
 814                 if (td->thinktime)
 815                         usec_sleep(td, td->thinktime);
 816
 817                 if (should_fsync(td) && td->fsync_blocks &&
 818                     (td->io_blocks[DDIR_WRITE] % td->fsync_blocks) == 0)
 819                         sync_td(td);
 820         }
 821
 822         if (td->cur_depth)
 823                 cleanup_pending_aio(td);
 824
 825         if (should_fsync(td) && td->end_fsync)
 826                 sync_td(td);
 827 }
 828
 829 static void cleanup_io(struct thread_data *td)
 830 {
 831         if (td->io_cleanup)
 832                 td->io_cleanup(td);
 833 }
 834
 835 static int init_io(struct thread_data *td)
 836 {
 837         if (td->io_engine == FIO_SYNCIO)
 838                 return fio_syncio_init(td);
 839         else if (td->io_engine == FIO_MMAPIO)
 840                 return fio_mmapio_init(td);
 841         else if (td->io_engine == FIO_LIBAIO)
 842                 return fio_libaio_init(td);
 843         else if (td->io_engine == FIO_POSIXAIO)
 844                 return fio_posixaio_init(td);
 845         else if (td->io_engine == FIO_SGIO)
 846                 return fio_sgio_init(td);
 847         else if (td->io_engine == FIO_SPLICEIO)
 848                 return fio_spliceio_init(td);
 849         else {
 850                 fprintf(stderr, "bad io_engine %d\n", td->io_engine);
 851                 return 1;
 852         }
 853 }
 854
 855 static void cleanup_io_u(struct thread_data *td)
 856 {
 857         struct list_head *entry, *n;
 858         struct io_u *io_u;
 859
 860         list_for_each_safe(entry, n, &td->io_u_freelist) {
 861                 io_u = list_entry(entry, struct io_u, list);
 862
 863                 list_del(&io_u->list);
 864                 free(io_u);
 865         }
 866
 867         if (td->mem_type == MEM_MALLOC)
 868                 free(td->orig_buffer);
 869         else if (td->mem_type == MEM_SHM) {
 870                 struct shmid_ds sbuf;
 871
 872                 shmdt(td->orig_buffer);
 873                 shmctl(td->shm_id, IPC_RMID, &sbuf);
 874         } else if (td->mem_type == MEM_MMAP)
 875                 munmap(td->orig_buffer, td->orig_buffer_size);
 876         else
 877                 fprintf(stderr, "Bad memory type %d\n", td->mem_type);
 878
 879         td->orig_buffer = NULL;
 880 }
 881
 882 static int init_io_u(struct thread_data *td)
 883 {
 884         struct io_u *io_u;
 885         int i, max_units;
 886         char *p;
 887
 888         if (td->io_engine & FIO_SYNCIO)
 889                 max_units = 1;
 890         else
 891                 max_units = td->iodepth;
 892
 893         td->orig_buffer_size = td->max_bs * max_units + MASK;
 894
 895         if (td->mem_type == MEM_MALLOC)
 896                 td->orig_buffer = malloc(td->orig_buffer_size);
 897         else if (td->mem_type == MEM_SHM) {
 898                 td->shm_id = shmget(IPC_PRIVATE, td->orig_buffer_size, IPC_CREAT | 0600);
 899                 if (td->shm_id < 0) {
 900                         td_verror(td, errno);
 901                         perror("shmget");
 902                         return 1;
 903                 }
 904
 905                 td->orig_buffer = shmat(td->shm_id, NULL, 0);
 906                 if (td->orig_buffer == (void *) -1) {
 907                         td_verror(td, errno);
 908                         perror("shmat");
 909                         td->orig_buffer = NULL;
 910                         return 1;
 911                 }
 912         } else if (td->mem_type == MEM_MMAP) {
 913                 td->orig_buffer = mmap(NULL, td->orig_buffer_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | OS_MAP_ANON, 0, 0);
 914                 if (td->orig_buffer == MAP_FAILED) {
 915                         td_verror(td, errno);
 916                         perror("mmap");
 917                         td->orig_buffer = NULL;
 918                         return 1;
 919                 }
 920         }
 921
 922         p = ALIGN(td->orig_buffer);
 923         for (i = 0; i < max_units; i++) {
 924                 io_u = malloc(sizeof(*io_u));
 925                 memset(io_u, 0, sizeof(*io_u));
 926                 INIT_LIST_HEAD(&io_u->list);
 927
 928                 io_u->buf = p + td->max_bs * i;
 929                 io_u->index = i;
 930                 list_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
 931         }
 932
 933         return 0;
 934 }
 935
 936 static void cleanup_allocs(struct thread_data *td)
 937 {
 938         if (td->directory)
 939                 free(td->directory);
 940         if (td->iolog_file)
 941                 free(td->iolog_file);
 942         if (td->exec_prerun)
 943                 free(td->exec_prerun);
 944         if (td->exec_postrun)
 945                 free(td->exec_postrun);
 946         if (td->ioscheduler)
 947                 free(td->ioscheduler);
 948         if (td->sysfs_root)
 949                 free(td->sysfs_root);
 950         if (td->file_name)
 951                 free(td->file_name);
 952 }
 953
 954 static int create_file(struct thread_data *td, unsigned long long size,
 955                        int extend)
 956 {
 957         unsigned long long left;
 958         unsigned int bs;
 959         int r, oflags;
 960         char *b;
 961
 962         /*
 963          * unless specifically asked for overwrite, let normal io extend it
 964          */
 965         if (td_write(td) && !td->overwrite)
 966                 return 0;
 967
 968         if (!size) {
 969                 fprintf(stderr, "Need size for create\n");
 970                 td_verror(td, EINVAL);
 971                 return 1;
 972         }
 973
 974         if (!extend) {
 975                 oflags = O_CREAT | O_TRUNC;
 976                 printf("%s: Laying out IO file (%LuMiB)\n", td->name, size >> 20);
 977         } else {
 978                 oflags = O_APPEND;
 979                 printf("%s: Extending IO file (%Lu -> %LuMiB)\n", td->name, (td->file_size - size) >> 20, td->file_size >> 20);
 980         }
 981
 982         td->fd = open(td->file_name, O_WRONLY | oflags, 0644);
 983         if (td->fd < 0) {
 984                 td_verror(td, errno);
 985                 return 1;
 986         }
 987
 988         if (!extend && ftruncate(td->fd, td->file_size) == -1) {
 989                 td_verror(td, errno);
 990                 return 1;
 991         }
 992
 993         td->io_size = td->file_size;
 994         b = malloc(td->max_bs);
 995         memset(b, 0, td->max_bs);
 996
 997         left = size;
 998         while (left && !td->terminate) {
 999                 bs = td->max_bs;
1000                 if (bs > left)
1001                         bs = left;
1002
1003                 r = write(td->fd, b, bs);
1004
1005                 if (r == (int) bs) {
1006                         left -= bs;
1007                         continue;
1008                 } else {
1009                         if (r < 0)
1010                                 td_verror(td, errno);
1011                         else
1012                                 td_verror(td, EIO);
1013
1014                         break;
1015                 }
1016         }
1017
1018         if (td->terminate)
1019                 unlink(td->file_name);
1020         else if (td->create_fsync)
1021                 fsync(td->fd);
1022
1023         close(td->fd);
1024         td->fd = -1;
1025         free(b);
1026         return 0;
1027 }
1028
1029 static int file_size(struct thread_data *td)
1030 {
1031         struct stat st;
1032
1033         if (fstat(td->fd, &st) == -1) {
1034                 td_verror(td, errno);
1035                 return 1;
1036         }
1037
1038         td->real_file_size = st.st_size;
1039
1040         if (!td->file_size || td->file_size > td->real_file_size)
1041                 td->file_size = td->real_file_size;
1042
1043         td->file_size -= td->file_offset;
1044         return 0;
1045 }
1046
1047 static int bdev_size(struct thread_data *td)
1048 {
1049         unsigned long long bytes;
1050         int r;
1051
1052         r = blockdev_size(td->fd, &bytes);
1053         if (r) {
1054                 td_verror(td, r);
1055                 return 1;
1056         }
1057
1058         td->real_file_size = bytes;
1059
1060         /*
1061          * no extend possibilities, so limit size to device size if too large
1062          */
1063         if (!td->file_size || td->file_size > td->real_file_size)
1064                 td->file_size = td->real_file_size;
1065
1066         td->file_size -= td->file_offset;
1067         return 0;
1068 }
1069
1070 static int get_file_size(struct thread_data *td)
1071 {
1072         int ret = 0;
1073
1074         if (td->filetype == FIO_TYPE_FILE)
1075                 ret = file_size(td);
1076         else if (td->filetype == FIO_TYPE_BD)
1077                 ret = bdev_size(td);
1078         else
1079                 td->real_file_size = -1;
1080
1081         if (ret)
1082                 return ret;
1083
1084         if (td->file_offset > td->real_file_size) {
1085                 fprintf(stderr, "%s: offset extends end (%Lu > %Lu)\n", td->name, td->file_offset, td->real_file_size);
1086                 return 1;
1087         }
1088
1089         td->io_size = td->file_size;
1090         if (td->io_size == 0) {
1091                 fprintf(stderr, "%s: no io blocks\n", td->name);
1092                 td_verror(td, EINVAL);
1093                 return 1;
1094         }
1095
1096         if (!td->zone_size)
1097                 td->zone_size = td->io_size;
1098
1099         td->total_io_size = td->io_size * td->loops;
1100         return 0;
1101 }
1102
1103 static int setup_file_mmap(struct thread_data *td)
1104 {
1105         int flags;
1106
1107         if (td_rw(td))
1108                 flags = PROT_READ | PROT_WRITE;
1109         else if (td_write(td)) {
1110                 flags = PROT_WRITE;
1111
1112                 if (td->verify != VERIFY_NONE)
1113                         flags |= PROT_READ;
1114         } else
1115                 flags = PROT_READ;
1116
1117         td->mmap = mmap(NULL, td->file_size, flags, MAP_SHARED, td->fd, td->file_offset);
1118         if (td->mmap == MAP_FAILED) {
1119                 td->mmap = NULL;
1120                 td_verror(td, errno);
1121                 return 1;
1122         }
1123
1124         if (td->invalidate_cache) {
1125                 if (madvise(td->mmap, td->file_size, MADV_DONTNEED) < 0) {
1126                         td_verror(td, errno);
1127                         return 1;
1128                 }
1129         }
1130
1131         if (td->sequential) {
1132                 if (madvise(td->mmap, td->file_size, MADV_SEQUENTIAL) < 0) {
1133                         td_verror(td, errno);
1134                         return 1;
1135                 }
1136         } else {
1137                 if (madvise(td->mmap, td->file_size, MADV_RANDOM) < 0) {
1138                         td_verror(td, errno);
1139                         return 1;
1140                 }
1141         }
1142
1143         return 0;
1144 }
1145
1146 static int setup_file_plain(struct thread_data *td)
1147 {
1148         if (td->invalidate_cache) {
1149                 if (fadvise(td->fd, td->file_offset, td->file_size, POSIX_FADV_DONTNEED) < 0) {
1150                         td_verror(td, errno);
1151                         return 1;
1152                 }
1153         }
1154
1155         if (td->sequential) {
1156                 if (fadvise(td->fd, td->file_offset, td->file_size, POSIX_FADV_SEQUENTIAL) < 0) {
1157                         td_verror(td, errno);
1158                         return 1;
1159                 }
1160         } else {
1161                 if (fadvise(td->fd, td->file_offset, td->file_size, POSIX_FADV_RANDOM) < 0) {
1162                         td_verror(td, errno);
1163                         return 1;
1164                 }
1165         }
1166
1167         return 0;
1168 }
1169
1170 static int setup_file(struct thread_data *td)
1171 {
1172         struct stat st;
1173         int flags = 0;
1174
1175         if (stat(td->file_name, &st) == -1) {
1176                 if (errno != ENOENT) {
1177                         td_verror(td, errno);
1178                         return 1;
1179                 }
1180                 if (!td->create_file) {
1181                         td_verror(td, ENOENT);
1182                         return 1;
1183                 }
1184                 if (create_file(td, td->file_size, 0))
1185                         return 1;
1186         } else if (td->filetype == FIO_TYPE_FILE) {
1187                 if (st.st_size < (off_t) td->file_size) {
1188                         if (create_file(td, td->file_size - st.st_size, 1))
1189                                 return 1;
1190                 }
1191         }
1192
1193         if (td->odirect)
1194                 flags |= O_DIRECT;
1195
1196         if (td_write(td) || td_rw(td)) {
1197                 if (td->filetype == FIO_TYPE_FILE) {
1198                         if (!td->overwrite)
1199                                 flags |= O_TRUNC;
1200
1201                         flags |= O_CREAT;
1202                 }
1203                 if (td->sync_io)
1204                         flags |= O_SYNC;
1205
1206                 flags |= O_RDWR;
1207
1208                 td->fd = open(td->file_name, flags, 0600);
1209         } else {
1210                 if (td->filetype == FIO_TYPE_CHAR)
1211                         flags |= O_RDWR;
1212                 else
1213                         flags |= O_RDONLY;
1214
1215                 td->fd = open(td->file_name, flags);
1216         }
1217
1218         if (td->fd == -1) {
1219                 td_verror(td, errno);
1220                 return 1;
1221         }
1222
1223         if (get_file_size(td))
1224                 return 1;
1225
1226         if (td->io_engine != FIO_MMAPIO)
1227                 return setup_file_plain(td);
1228         else
1229                 return setup_file_mmap(td);
1230 }
1231
1232 static int switch_ioscheduler(struct thread_data *td)
1233 {
1234         char tmp[256], tmp2[128];
1235         FILE *f;
1236         int ret;
1237
1238         sprintf(tmp, "%s/queue/scheduler", td->sysfs_root);
1239
1240         f = fopen(tmp, "r+");
1241         if (!f) {
1242                 td_verror(td, errno);
1243                 return 1;
1244         }
1245
1246         /*
1247          * Set io scheduler.
1248          */
1249         ret = fwrite(td->ioscheduler, strlen(td->ioscheduler), 1, f);
1250         if (ferror(f) || ret != 1) {
1251                 td_verror(td, errno);
1252                 fclose(f);
1253                 return 1;
1254         }
1255
1256         rewind(f);
1257
1258         /*
1259          * Read back and check that the selected scheduler is now the default.
1260          */
1261         ret = fread(tmp, 1, sizeof(tmp), f);
1262         if (ferror(f) || ret < 0) {
1263                 td_verror(td, errno);
1264                 fclose(f);
1265                 return 1;
1266         }
1267
1268         sprintf(tmp2, "[%s]", td->ioscheduler);
1269         if (!strstr(tmp, tmp2)) {
1270                 fprintf(stderr, "fio: io scheduler %s not found\n", td->ioscheduler);
1271                 td_verror(td, EINVAL);
1272                 fclose(f);
1273                 return 1;
1274         }
1275
1276         fclose(f);
1277         return 0;
1278 }
1279
1280 static void clear_io_state(struct thread_data *td)
1281 {
1282         if (td->io_engine == FIO_SYNCIO)
1283                 lseek(td->fd, SEEK_SET, 0);
1284
1285         td->last_pos = 0;
1286         td->stat_io_bytes[0] = td->stat_io_bytes[1] = 0;
1287         td->this_io_bytes[0] = td->this_io_bytes[1] = 0;
1288         td->zone_bytes = 0;
1289
1290         if (td->file_map)
1291                 memset(td->file_map, 0, td->num_maps * sizeof(long));
1292 }
1293
1294 static void *thread_main(void *data)
1295 {
1296         struct thread_data *td = data;
1297
1298         if (!td->use_thread)
1299                 setsid();
1300
1301         td->pid = getpid();
1302
1303         INIT_LIST_HEAD(&td->io_u_freelist);
1304         INIT_LIST_HEAD(&td->io_u_busylist);
1305         INIT_LIST_HEAD(&td->io_hist_list);
1306         INIT_LIST_HEAD(&td->io_log_list);
1307
1308         if (init_io_u(td))
1309                 goto err;
1310
1311         if (fio_setaffinity(td) == -1) {
1312                 td_verror(td, errno);
1313                 goto err;
1314         }
1315
1316         if (init_io(td))
1317                 goto err;
1318
1319         if (init_iolog(td))
1320                 goto err;
1321
1322         if (td->ioprio) {
1323                 if (ioprio_set(IOPRIO_WHO_PROCESS, 0, td->ioprio) == -1) {
1324                         td_verror(td, errno);
1325                         goto err;
1326                 }
1327         }
1328
1329         if (nice(td->nice) < 0) {
1330                 td_verror(td, errno);
1331                 goto err;
1332         }
1333
1334         if (init_random_state(td))
1335                 goto err;
1336
1337         if (td->ioscheduler && switch_ioscheduler(td))
1338                 goto err;
1339
1340         td_set_runstate(td, TD_INITIALIZED);
1341         fio_sem_up(&startup_sem);
1342         fio_sem_down(&td->mutex);
1343
1344         if (!td->create_serialize && setup_file(td))
1345                 goto err;
1346
1347         gettimeofday(&td->epoch, NULL);
1348
1349         if (td->exec_prerun)
1350                 system(td->exec_prerun);
1351
1352         while (td->loops--) {
1353                 getrusage(RUSAGE_SELF, &td->ru_start);
1354                 gettimeofday(&td->start, NULL);
1355                 memcpy(&td->stat_sample_time, &td->start, sizeof(td->start));
1356
1357                 if (td->ratemin)
1358                         memcpy(&td->lastrate, &td->stat_sample_time, sizeof(td->lastrate));
1359
1360                 clear_io_state(td);
1361                 prune_io_piece_log(td);
1362
1363                 do_io(td);
1364
1365                 td->runtime[td->ddir] += mtime_since_now(&td->start);
1366                 if (td_rw(td) && td->io_bytes[td->ddir ^ 1])
1367                         td->runtime[td->ddir ^ 1] = td->runtime[td->ddir];
1368
1369                 update_rusage_stat(td);
1370
1371                 if (td->error || td->terminate)
1372                         break;
1373
1374                 if (td->verify == VERIFY_NONE)
1375                         continue;
1376
1377                 clear_io_state(td);
1378                 gettimeofday(&td->start, NULL);
1379
1380                 do_verify(td);
1381
1382                 td->runtime[DDIR_READ] += mtime_since_now(&td->start);
1383
1384                 if (td->error || td->terminate)
1385                         break;
1386         }
1387
1388         if (td->bw_log)
1389                 finish_log(td, td->bw_log, "bw");
1390         if (td->slat_log)
1391                 finish_log(td, td->slat_log, "slat");
1392         if (td->clat_log)
1393                 finish_log(td, td->clat_log, "clat");
1394         if (td->write_iolog)
1395                 write_iolog_close(td);
1396         if (td->exec_postrun)
1397                 system(td->exec_postrun);
1398
1399         if (exitall_on_terminate)
1400                 terminate_threads(td->groupid);
1401
1402 err:
1403         if (td->fd != -1) {
1404                 close(td->fd);
1405                 td->fd = -1;
1406         }
1407         if (td->mmap)
1408                 munmap(td->mmap, td->file_size);
1409         cleanup_allocs(td);
1410         cleanup_io(td);
1411         cleanup_io_u(td);
1412         td_set_runstate(td, TD_EXITED);
1413         return NULL;
1414
1415 }
1416
1417 static void *fork_main(int shmid, int offset)
1418 {
1419         struct thread_data *td;
1420         void *data;
1421
1422         data = shmat(shmid, NULL, 0);
1423         if (data == (void *) -1) {
1424                 perror("shmat");
1425                 return NULL;
1426         }
1427
1428         td = data + offset * sizeof(struct thread_data);
1429         thread_main(td);
1430         shmdt(data);
1431         return NULL;
1432 }
1433
1434 static void check_str_update(struct thread_data *td)
1435 {
1436         char c = run_str[td->thread_number - 1];
1437
1438         if (td->runstate == td->old_runstate)
1439                 return;
1440
1441         switch (td->runstate) {
1442                 case TD_REAPED:
1443                         c = '_';
1444                         break;
1445                 case TD_EXITED:
1446                         c = 'E';
1447                         break;
1448                 case TD_RUNNING:
1449                         if (td_rw(td)) {
1450                                 if (td->sequential)
1451                                         c = 'M';
1452                                 else
1453                                         c = 'm';
1454                         } else if (td_read(td)) {
1455                                 if (td->sequential)
1456                                         c = 'R';
1457                                 else
1458                                         c = 'r';
1459                         } else {
1460                                 if (td->sequential)
1461                                         c = 'W';
1462                                 else
1463                                         c = 'w';
1464                         }
1465                         break;
1466                 case TD_VERIFYING:
1467                         c = 'V';
1468                         break;
1469                 case TD_CREATED:
1470                         c = 'C';
1471                         break;
1472                 case TD_INITIALIZED:
1473                         c = 'I';
1474                         break;
1475                 case TD_NOT_CREATED:
1476                         c = 'P';
1477                         break;
1478                 default:
1479                         printf("state %d\n", td->runstate);
1480         }
1481
1482         run_str[td->thread_number - 1] = c;
1483         td->old_runstate = td->runstate;
1484 }
1485
1486 static void eta_to_str(char *str, int eta_sec)
1487 {
1488         unsigned int d, h, m, s;
1489         static int always_d, always_h;
1490
1491         d = h = m = s = 0;
1492
1493         s = eta_sec % 60;
1494         eta_sec /= 60;
1495         m = eta_sec % 60;
1496         eta_sec /= 60;
1497         h = eta_sec % 24;
1498         eta_sec /= 24;
1499         d = eta_sec;
1500
1501         if (d || always_d) {
1502                 always_d = 1;
1503                 str += sprintf(str, "%02dd:", d);
1504         }
1505         if (h || always_h) {
1506                 always_h = 1;
1507                 str += sprintf(str, "%02dh:", h);
1508         }
1509
1510         str += sprintf(str, "%02dm:", m);
1511         str += sprintf(str, "%02ds", s);
1512 }
1513
1514 static int thread_eta(struct thread_data *td, unsigned long elapsed)
1515 {
1516         unsigned long long bytes_total, bytes_done;
1517         unsigned int eta_sec = 0;
1518
1519         bytes_total = td->total_io_size;
1520
1521         /*
1522          * if writing, bytes_total will be twice the size. If mixing,
1523          * assume a 50/50 split and thus bytes_total will be 50% larger.
1524          */
1525         if (td->verify) {
1526                 if (td_rw(td))
1527                         bytes_total = bytes_total * 3 / 2;
1528                 else
1529                         bytes_total <<= 1;
1530         }
1531         if (td->zone_size && td->zone_skip)
1532                 bytes_total /= (td->zone_skip / td->zone_size);
1533
1534         if (td->runstate == TD_RUNNING || td->runstate == TD_VERIFYING) {
1535                 double perc;
1536
1537                 bytes_done = td->io_bytes[DDIR_READ] + td->io_bytes[DDIR_WRITE];
1538                 perc = (double) bytes_done / (double) bytes_total;
1539                 if (perc > 1.0)
1540                         perc = 1.0;
1541
1542                 eta_sec = (elapsed * (1.0 / perc)) - elapsed;
1543
1544                 if (td->timeout && eta_sec > (td->timeout - elapsed))
1545                         eta_sec = td->timeout - elapsed;
1546         } else if (td->runstate == TD_NOT_CREATED || td->runstate == TD_CREATED
1547                         || td->runstate == TD_INITIALIZED) {
1548                 int t_eta = 0, r_eta = 0;
1549
1550                 /*
1551                  * We can only guess - assume it'll run the full timeout
1552                  * if given, otherwise assume it'll run at the specified rate.
1553                  */
1554                 if (td->timeout)
1555                         t_eta = td->timeout + td->start_delay - elapsed;
1556                 if (td->rate) {
1557                         r_eta = (bytes_total / 1024) / td->rate;
1558                         r_eta += td->start_delay - elapsed;
1559                 }
1560
1561                 if (r_eta && t_eta)
1562                         eta_sec = min(r_eta, t_eta);
1563                 else if (r_eta)
1564                         eta_sec = r_eta;
1565                 else if (t_eta)
1566                         eta_sec = t_eta;
1567                 else
1568                         eta_sec = INT_MAX;
1569         } else {
1570                 /*
1571                  * thread is already done
1572                  */
1573                 eta_sec = 0;
1574         }
1575
1576         return eta_sec;
1577 }
1578
1579 static void print_thread_status(void)
1580 {
1581         unsigned long elapsed = time_since_now(&genesis);
1582         int i, nr_running, t_rate, m_rate, *eta_secs, eta_sec;
1583         char eta_str[32];
1584         double perc = 0.0;
1585
1586         eta_secs = malloc(thread_number * sizeof(int));
1587         memset(eta_secs, 0, thread_number * sizeof(int));
1588
1589         nr_running = t_rate = m_rate = 0;
1590         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1591                 struct thread_data *td = &threads[i];
1592
1593                 if (td->runstate == TD_RUNNING || td->runstate == TD_VERIFYING){
1594                         nr_running++;
1595                         t_rate += td->rate;
1596                         m_rate += td->ratemin;
1597                 }
1598
1599                 if (elapsed >= 3)
1600                         eta_secs[i] = thread_eta(td, elapsed);
1601                 else
1602                         eta_secs[i] = INT_MAX;
1603
1604                 check_str_update(td);
1605         }
1606
1607         if (exitall_on_terminate)
1608                 eta_sec = INT_MAX;
1609         else
1610                 eta_sec = 0;
1611
1612         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1613                 if (exitall_on_terminate) {
1614                         if (eta_secs[i] < eta_sec)
1615                                 eta_sec = eta_secs[i];
1616                 } else {
1617                         if (eta_secs[i] > eta_sec)
1618                                 eta_sec = eta_secs[i];
1619                 }
1620         }
1621
1622         if (eta_sec != INT_MAX && elapsed) {
1623                 perc = (double) elapsed / (double) (elapsed + eta_sec);
1624                 eta_to_str(eta_str, eta_sec);
1625         }
1626
1627         printf("Threads now running (%d)", nr_running);
1628         if (m_rate || t_rate)
1629                 printf(", commitrate %d/%dKiB/sec", t_rate, m_rate);
1630         if (eta_sec != INT_MAX) {
1631                 perc *= 100.0;
1632                 printf(": [%s] [%3.2f%% done] [eta %s]", run_str, perc,eta_str);
1633         }
1634         printf("\r");
1635         fflush(stdout);
1636         free(eta_secs);
1637 }
1638
1639 static void reap_threads(int *nr_running, int *t_rate, int *m_rate)
1640 {
1641         int i;
1642
1643         /*
1644          * reap exited threads (TD_EXITED -> TD_REAPED)
1645          */
1646         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1647                 struct thread_data *td = &threads[i];
1648
1649                 if (td->runstate != TD_EXITED)
1650                         continue;
1651
1652                 td_set_runstate(td, TD_REAPED);
1653
1654                 if (td->use_thread) {
1655                         long ret;
1656
1657                         if (pthread_join(td->thread, (void *) &ret))
1658                                 perror("thread_join");
1659                 } else
1660                         waitpid(td->pid, NULL, 0);
1661
1662                 (*nr_running)--;
1663                 (*m_rate) -= td->ratemin;
1664                 (*t_rate) -= td->rate;
1665         }
1666 }
1667
1668 static void fio_unpin_memory(void *pinned)
1669 {
1670         if (pinned) {
1671                 if (munlock(pinned, mlock_size) < 0)
1672                         perror("munlock");
1673                 munmap(pinned, mlock_size);
1674         }
1675 }
1676
1677 static void *fio_pin_memory(void)
1678 {
1679         unsigned long long phys_mem;
1680         void *ptr;
1681
1682         if (!mlock_size)
1683                 return NULL;
1684
1685         /*
1686          * Don't allow mlock of more than real_mem-128MB
1687          */
1688         phys_mem = os_phys_mem();
1689         if (phys_mem) {
1690                 if ((mlock_size + 128 * 1024 * 1024) > phys_mem) {
1691                         mlock_size = phys_mem - 128 * 1024 * 1024;
1692                         printf("fio: limiting mlocked memory to %lluMiB\n",
1693                                                         mlock_size >> 20);
1694                 }
1695         }
1696
1697         ptr = mmap(NULL, mlock_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | OS_MAP_ANON, 0, 0);
1698         if (!ptr) {
1699                 perror("malloc locked mem");
1700                 return NULL;
1701         }
1702         if (mlock(ptr, mlock_size) < 0) {
1703                 munmap(ptr, mlock_size);
1704                 perror("mlock");
1705                 return NULL;
1706         }
1707
1708         return ptr;
1709 }
1710
1711 static void run_threads(void)
1712 {
1713         struct thread_data *td;
1714         unsigned long spent;
1715         int i, todo, nr_running, m_rate, t_rate, nr_started;
1716         void *mlocked_mem;
1717
1718         mlocked_mem = fio_pin_memory();
1719
1720         printf("Starting %d thread%s\n", thread_number, thread_number > 1 ? "s" : "");
1721         fflush(stdout);
1722
1723         signal(SIGINT, sig_handler);
1724         signal(SIGALRM, sig_handler);
1725
1726         todo = thread_number;
1727         nr_running = 0;
1728         nr_started = 0;
1729         m_rate = t_rate = 0;
1730
1731         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1732                 td = &threads[i];
1733
1734                 run_str[td->thread_number - 1] = 'P';
1735
1736                 init_disk_util(td);
1737
1738                 if (!td->create_serialize)
1739                         continue;
1740
1741                 /*
1742                  * do file setup here so it happens sequentially,
1743                  * we don't want X number of threads getting their
1744                  * client data interspersed on disk
1745                  */
1746                 if (setup_file(td)) {
1747                         td_set_runstate(td, TD_REAPED);
1748                         todo--;
1749                 }
1750         }
1751
1752         gettimeofday(&genesis, NULL);
1753
1754         while (todo) {
1755                 struct thread_data *map[MAX_JOBS];
1756                 struct timeval this_start;
1757                 int this_jobs = 0, left;
1758
1759                 /*
1760                  * create threads (TD_NOT_CREATED -> TD_CREATED)
1761                  */
1762                 for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1763                         td = &threads[i];
1764
1765                         if (td->runstate != TD_NOT_CREATED)
1766                                 continue;
1767
1768                         /*
1769                          * never got a chance to start, killed by other
1770                          * thread for some reason
1771                          */
1772                         if (td->terminate) {
1773                                 todo--;
1774                                 continue;
1775                         }
1776
1777                         if (td->start_delay) {
1778                                 spent = mtime_since_now(&genesis);
1779
1780                                 if (td->start_delay * 1000 > spent)
1781                                         continue;
1782                         }
1783
1784                         if (td->stonewall && (nr_started || nr_running))
1785                                 break;
1786
1787                         /*
1788                          * Set state to created. Thread will transition
1789                          * to TD_INITIALIZED when it's done setting up.
1790                          */
1791                         td_set_runstate(td, TD_CREATED);
1792                         map[this_jobs++] = td;
1793                         fio_sem_init(&startup_sem, 1);
1794                         nr_started++;
1795
1796                         if (td->use_thread) {
1797                                 if (pthread_create(&td->thread, NULL, thread_main, td)) {
1798                                         perror("thread_create");
1799                                         nr_started--;
1800                                 }
1801                         } else {
1802                                 if (fork())
1803                                         fio_sem_down(&startup_sem);
1804                                 else {
1805                                         fork_main(shm_id, i);
1806                                         exit(0);
1807                                 }
1808                         }
1809                 }
1810
1811                 /*
1812                  * Wait for the started threads to transition to
1813                  * TD_INITIALIZED.
1814                  */
1815                 printf("fio: Waiting for threads to initialize...\n");
1816                 gettimeofday(&this_start, NULL);
1817                 left = this_jobs;
1818                 while (left) {
1819                         if (mtime_since_now(&this_start) > JOB_START_TIMEOUT)
1820                                 break;
1821
1822                         usleep(100000);
1823
1824                         for (i = 0; i < this_jobs; i++) {
1825                                 td = map[i];
1826                                 if (!td)
1827                                         continue;
1828                                 if (td->runstate == TD_INITIALIZED) {
1829                                         map[i] = NULL;
1830                                         left--;
1831                                 } else if (td->runstate >= TD_EXITED) {
1832                                         map[i] = NULL;
1833                                         left--;
1834                                         todo--;
1835                                         nr_running++; /* work-around... */
1836                                 }
1837                         }
1838                 }
1839
1840                 if (left) {
1841                         fprintf(stderr, "fio: %d jobs failed to start\n", left);
1842                         for (i = 0; i < this_jobs; i++) {
1843                                 td = map[i];
1844                                 if (!td)
1845                                         continue;
1846                                 kill(td->pid, SIGTERM);
1847                         }
1848                         break;
1849                 }
1850
1851                 /*
1852                  * start created threads (TD_INITIALIZED -> TD_RUNNING).
1853                  */
1854                 printf("fio: Go for launch\n");
1855                 for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1856                         td = &threads[i];
1857
1858                         if (td->runstate != TD_INITIALIZED)
1859                                 continue;
1860
1861                         td_set_runstate(td, TD_RUNNING);
1862                         nr_running++;
1863                         nr_started--;
1864                         m_rate += td->ratemin;
1865                         t_rate += td->rate;
1866                         todo--;
1867                         fio_sem_up(&td->mutex);
1868                 }
1869
1870                 reap_threads(&nr_running, &t_rate, &m_rate);
1871
1872                 if (todo)
1873                         usleep(100000);
1874         }
1875
1876         while (nr_running) {
1877                 reap_threads(&nr_running, &t_rate, &m_rate);
1878                 usleep(10000);
1879         }
1880
1881         update_io_ticks();
1882         fio_unpin_memory(mlocked_mem);
1883 }
1884
1885 int main(int argc, char *argv[])
1886 {
1887         if (parse_options(argc, argv))
1888                 return 1;
1889
1890         if (!thread_number) {
1891                 printf("Nothing to do\n");
1892                 return 1;
1893         }
1894
1895         disk_util_timer_arm();
1896
1897         run_threads();
1898         show_run_stats();
1899
1900         return 0;
1901 }