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