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 sem_t 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                         lrand48_r(&td->random_state, &r);
 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                 lrand48_r(&td->bsrange_state, &r);
 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                 drand48_r(&td->verify_state, &r);
 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         int ret;
 285
 286         p += sizeof(*hdr);
 287         c = crc32(p, hdr->len - sizeof(*hdr));
 288         ret = c != hdr->crc32;
 289
 290         if (ret) {
 291                 fprintf(stderr, "crc32: verify failed at %llu/%u\n", io_u->offset, io_u->buflen);
 292                 fprintf(stderr, "crc32: wanted %lx, got %lx\n", hdr->crc32, c);
 293         }
 294
 295         return ret;
 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         int ret;
 303
 304         memset(&md5_ctx, 0, sizeof(md5_ctx));
 305         p += sizeof(*hdr);
 306         md5_update(&md5_ctx, p, hdr->len - sizeof(*hdr));
 307
 308         ret = memcmp(hdr->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
 309         if (ret) {
 310                 fprintf(stderr, "md5: verify failed at %llu/%u\n", io_u->offset, io_u->buflen);
 311                 hexdump(hdr->md5_digest, sizeof(hdr->md5_digest));
 312                 hexdump(md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
 313         }
 314
 315         return ret;
 316 }
 317
 318 static int verify_io_u(struct io_u *io_u)
 319 {
 320         struct verify_header *hdr = (struct verify_header *) io_u->buf;
 321         int ret;
 322
 323         if (hdr->fio_magic != FIO_HDR_MAGIC)
 324                 return 1;
 325
 326         if (hdr->verify_type == VERIFY_MD5)
 327                 ret = verify_io_u_md5(hdr, io_u);
 328         else if (hdr->verify_type == VERIFY_CRC32)
 329                 ret = verify_io_u_crc32(hdr, io_u);
 330         else {
 331                 fprintf(stderr, "Bad verify type %d\n", hdr->verify_type);
 332                 ret = 1;
 333         }
 334
 335         return ret;
 336 }
 337
 338 static void fill_crc32(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 339 {
 340         hdr->crc32 = crc32(p, len);
 341 }
 342
 343 static void fill_md5(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 344 {
 345         struct md5_ctx md5_ctx;
 346
 347         memset(&md5_ctx, 0, sizeof(md5_ctx));
 348         md5_update(&md5_ctx, p, len);
 349         memcpy(hdr->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
 350 }
 351
 352 static int get_rw_ddir(struct thread_data *td)
 353 {
 354         if (td_rw(td)) {
 355                 struct timeval now;
 356                 unsigned long elapsed;
 357
 358                 gettimeofday(&now, NULL);
 359                 elapsed = mtime_since_now(&td->rwmix_switch);
 360
 361                 /*
 362                  * Check if it's time to seed a new data direction.
 363                  */
 364                 if (elapsed >= td->rwmixcycle) {
 365                         unsigned long v;
 366                         long r;
 367
 368                         lrand48_r(&td->random_state, &r);
 369                         v = 100UL * r / (unsigned long) (RAND_MAX + 1.0);
 370                         if (v < td->rwmixread)
 371                                 td->rwmix_ddir = DDIR_READ;
 372                         else
 373                                 td->rwmix_ddir = DDIR_WRITE;
 374                         memcpy(&td->rwmix_switch, &now, sizeof(now));
 375                 }
 376                 return td->rwmix_ddir;
 377         } else if (td_read(td))
 378                 return DDIR_READ;
 379         else
 380                 return DDIR_WRITE;
 381 }
 382
 383 /*
 384  * fill body of io_u->buf with random data and add a header with the
 385  * (eg) sha1sum of that data.
 386  */
 387 static void populate_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 388 {
 389         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
 390         struct verify_header hdr;
 391
 392         hdr.fio_magic = FIO_HDR_MAGIC;
 393         hdr.len = io_u->buflen;
 394         p += sizeof(hdr);
 395         fill_random_bytes(td, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
 396
 397         if (td->verify == VERIFY_MD5) {
 398                 fill_md5(&hdr, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
 399                 hdr.verify_type = VERIFY_MD5;
 400         } else {
 401                 fill_crc32(&hdr, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
 402                 hdr.verify_type = VERIFY_CRC32;
 403         }
 404
 405         memcpy(io_u->buf, &hdr, sizeof(hdr));
 406 }
 407
 408 static int td_io_prep(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 409 {
 410         if (td->io_prep && td->io_prep(td, io_u))
 411                 return 1;
 412
 413         return 0;
 414 }
 415
 416 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 417 {
 418         list_del(&io_u->list);
 419         list_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
 420         td->cur_depth--;
 421 }
 422
 423 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 424 {
 425         /*
 426          * If using an iolog, grab next piece if any available.
 427          */
 428         if (td->read_iolog)
 429                 return read_iolog_get(td, io_u);
 430
 431         /*
 432          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next position.
 433          */
 434         if (!get_next_offset(td, &io_u->offset)) {
 435                 io_u->buflen = get_next_buflen(td);
 436
 437                 if (io_u->buflen) {
 438                         io_u->ddir = get_rw_ddir(td);
 439
 440                         /*
 441                          * If using a write iolog, store this entry.
 442                          */
 443                         if (td->write_iolog)
 444                                 write_iolog_put(td, io_u);
 445
 446                         return 0;
 447                 }
 448         }
 449
 450         return 1;
 451 }
 452
 453 #define queue_full(td)  (list_empty(&(td)->io_u_freelist))
 454
 455 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
 456 {
 457         struct io_u *io_u;
 458
 459         if (queue_full(td))
 460                 return NULL;
 461
 462         io_u = list_entry(td->io_u_freelist.next, struct io_u, list);
 463         io_u->error = 0;
 464         io_u->resid = 0;
 465         list_del(&io_u->list);
 466         list_add(&io_u->list, &td->io_u_busylist);
 467         td->cur_depth++;
 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->old_runstate = td->runstate;
 517         td->runstate = runstate;
 518 }
 519
 520 static int get_next_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 521 {
 522         struct io_piece *ipo;
 523
 524         if (list_empty(&td->io_hist_list))
 525                 return 1;
 526
 527         ipo = list_entry(td->io_hist_list.next, struct io_piece, list);
 528         list_del(&ipo->list);
 529
 530         io_u->offset = ipo->offset;
 531         io_u->buflen = ipo->len;
 532         io_u->ddir = DDIR_READ;
 533         free(ipo);
 534         return 0;
 535 }
 536
 537 static int sync_td(struct thread_data *td)
 538 {
 539         if (td->io_sync)
 540                 return td->io_sync(td);
 541
 542         return 0;
 543 }
 544
 545 static int io_u_getevents(struct thread_data *td, int min, int max,
 546                           struct timespec *t)
 547 {
 548         return td->io_getevents(td, min, max, t);
 549 }
 550
 551 static int io_u_queue(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 552 {
 553         gettimeofday(&io_u->issue_time, NULL);
 554
 555         return td->io_queue(td, io_u);
 556 }
 557
 558 #define iocb_time(iocb) ((unsigned long) (iocb)->data)
 559
 560 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 561                          struct io_completion_data *icd)
 562 {
 563         struct timeval e;
 564         unsigned long msec;
 565
 566         gettimeofday(&e, NULL);
 567
 568         if (!io_u->error) {
 569                 unsigned int bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
 570                 const int idx = io_u->ddir;
 571
 572                 td->io_blocks[idx]++;
 573                 td->io_bytes[idx] += bytes;
 574                 td->zone_bytes += bytes;
 575                 td->this_io_bytes[idx] += bytes;
 576
 577                 msec = mtime_since(&io_u->issue_time, &e);
 578
 579                 add_clat_sample(td, idx, msec);
 580                 add_bw_sample(td, idx);
 581
 582                 if ((td_rw(td) || td_write(td)) && idx == DDIR_WRITE)
 583                         log_io_piece(td, io_u);
 584
 585                 icd->bytes_done[idx] += bytes;
 586         } else
 587                 icd->error = io_u->error;
 588 }
 589
 590 static void ios_completed(struct thread_data *td,struct io_completion_data *icd)
 591 {
 592         struct io_u *io_u;
 593         int i;
 594
 595         icd->error = 0;
 596         icd->bytes_done[0] = icd->bytes_done[1] = 0;
 597
 598         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
 599                 io_u = td->io_event(td, i);
 600
 601                 io_completed(td, io_u, icd);
 602                 put_io_u(td, io_u);
 603         }
 604 }
 605
 606 static void cleanup_pending_aio(struct thread_data *td)
 607 {
 608         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0};
 609         struct list_head *entry, *n;
 610         struct io_completion_data icd;
 611         struct io_u *io_u;
 612         int r;
 613
 614         /*
 615          * get immediately available events, if any
 616          */
 617         r = io_u_getevents(td, 0, td->cur_depth, &ts);
 618         if (r > 0) {
 619                 icd.nr = r;
 620                 ios_completed(td, &icd);
 621         }
 622
 623         /*
 624          * now cancel remaining active events
 625          */
 626         if (td->io_cancel) {
 627                 list_for_each_safe(entry, n, &td->io_u_busylist) {
 628                         io_u = list_entry(entry, struct io_u, list);
 629
 630                         r = td->io_cancel(td, io_u);
 631                         if (!r)
 632                                 put_io_u(td, io_u);
 633                 }
 634         }
 635
 636         if (td->cur_depth) {
 637                 r = io_u_getevents(td, td->cur_depth, td->cur_depth, NULL);
 638                 if (r > 0) {
 639                         icd.nr = r;
 640                         ios_completed(td, &icd);
 641                 }
 642         }
 643 }
 644
 645 static int do_io_u_verify(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 646 {
 647         struct io_u *v_io_u = *io_u;
 648         int ret = 0;
 649
 650         if (v_io_u) {
 651                 ret = verify_io_u(v_io_u);
 652                 put_io_u(td, v_io_u);
 653                 *io_u = NULL;
 654         }
 655
 656         return ret;
 657 }
 658
 659 static void do_verify(struct thread_data *td)
 660 {
 661         struct timeval t;
 662         struct io_u *io_u, *v_io_u = NULL;
 663         struct io_completion_data icd;
 664         int ret;
 665
 666         td_set_runstate(td, TD_VERIFYING);
 667
 668         do {
 669                 if (td->terminate)
 670                         break;
 671
 672                 gettimeofday(&t, NULL);
 673                 if (runtime_exceeded(td, &t))
 674                         break;
 675
 676                 io_u = __get_io_u(td);
 677                 if (!io_u)
 678                         break;
 679
 680                 if (get_next_verify(td, io_u)) {
 681                         put_io_u(td, io_u);
 682                         break;
 683                 }
 684
 685                 if (td_io_prep(td, io_u)) {
 686                         put_io_u(td, io_u);
 687                         break;
 688                 }
 689
 690                 ret = io_u_queue(td, io_u);
 691                 if (ret) {
 692                         put_io_u(td, io_u);
 693                         td_verror(td, ret);
 694                         break;
 695                 }
 696
 697                 /*
 698                  * we have one pending to verify, do that while
 699                  * we are doing io on the next one
 700                  */
 701                 if (do_io_u_verify(td, &v_io_u))
 702                         break;
 703
 704                 ret = io_u_getevents(td, 1, 1, NULL);
 705                 if (ret != 1) {
 706                         if (ret < 0)
 707                                 td_verror(td, ret);
 708                         break;
 709                 }
 710
 711                 v_io_u = td->io_event(td, 0);
 712                 icd.nr = 1;
 713                 icd.error = 0;
 714                 io_completed(td, v_io_u, &icd);
 715
 716                 if (icd.error) {
 717                         td_verror(td, icd.error);
 718                         put_io_u(td, v_io_u);
 719                         v_io_u = NULL;
 720                         break;
 721                 }
 722
 723                 /*
 724                  * if we can't submit more io, we need to verify now
 725                  */
 726                 if (queue_full(td) && do_io_u_verify(td, &v_io_u))
 727                         break;
 728
 729         } while (1);
 730
 731         do_io_u_verify(td, &v_io_u);
 732
 733         if (td->cur_depth)
 734                 cleanup_pending_aio(td);
 735
 736         td_set_runstate(td, TD_RUNNING);
 737 }
 738
 739 static void do_io(struct thread_data *td)
 740 {
 741         struct io_completion_data icd;
 742         struct timeval s, e;
 743         unsigned long usec;
 744
 745         while (td->this_io_bytes[td->ddir] < td->io_size) {
 746                 struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0};
 747                 struct timespec *timeout;
 748                 int ret, min_evts = 0;
 749                 struct io_u *io_u;
 750
 751                 if (td->terminate)
 752                         break;
 753
 754                 io_u = get_io_u(td);
 755                 if (!io_u)
 756                         break;
 757
 758                 memcpy(&s, &io_u->start_time, sizeof(s));
 759
 760                 ret = io_u_queue(td, io_u);
 761                 if (ret) {
 762                         put_io_u(td, io_u);
 763                         td_verror(td, ret);
 764                         break;
 765                 }
 766
 767                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, mtime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time));
 768
 769                 if (td->cur_depth < td->iodepth) {
 770                         timeout = &ts;
 771                         min_evts = 0;
 772                 } else {
 773                         timeout = NULL;
 774                         min_evts = 1;
 775                 }
 776
 777                 ret = io_u_getevents(td, min_evts, td->cur_depth, timeout);
 778                 if (ret < 0) {
 779                         td_verror(td, ret);
 780                         break;
 781                 } else if (!ret)
 782                         continue;
 783
 784                 icd.nr = ret;
 785                 ios_completed(td, &icd);
 786                 if (icd.error) {
 787                         td_verror(td, icd.error);
 788                         break;
 789                 }
 790
 791                 /*
 792                  * the rate is batched for now, it should work for batches
 793                  * of completions except the very first one which may look
 794                  * a little bursty
 795                  */
 796                 gettimeofday(&e, NULL);
 797                 usec = utime_since(&s, &e);
 798
 799                 rate_throttle(td, usec, icd.bytes_done[td->ddir]);
 800
 801                 if (check_min_rate(td, &e)) {
 802                         td_verror(td, ENOMEM);
 803                         break;
 804                 }
 805
 806                 if (runtime_exceeded(td, &e))
 807                         break;
 808
 809                 if (td->thinktime)
 810                         usec_sleep(td, td->thinktime);
 811
 812                 if (should_fsync(td) && td->fsync_blocks &&
 813                     (td->io_blocks[DDIR_WRITE] % td->fsync_blocks) == 0)
 814                         sync_td(td);
 815         }
 816
 817         if (td->cur_depth)
 818                 cleanup_pending_aio(td);
 819
 820         if (should_fsync(td) && td->end_fsync)
 821                 sync_td(td);
 822 }
 823
 824 static void cleanup_io(struct thread_data *td)
 825 {
 826         if (td->io_cleanup)
 827                 td->io_cleanup(td);
 828 }
 829
 830 static int init_io(struct thread_data *td)
 831 {
 832         if (td->io_engine == FIO_SYNCIO)
 833                 return fio_syncio_init(td);
 834         else if (td->io_engine == FIO_MMAPIO)
 835                 return fio_mmapio_init(td);
 836         else if (td->io_engine == FIO_LIBAIO)
 837                 return fio_libaio_init(td);
 838         else if (td->io_engine == FIO_POSIXAIO)
 839                 return fio_posixaio_init(td);
 840         else if (td->io_engine == FIO_SGIO)
 841                 return fio_sgio_init(td);
 842         else if (td->io_engine == FIO_SPLICEIO)
 843                 return fio_spliceio_init(td);
 844         else {
 845                 fprintf(stderr, "bad io_engine %d\n", td->io_engine);
 846                 return 1;
 847         }
 848 }
 849
 850 static void cleanup_io_u(struct thread_data *td)
 851 {
 852         struct list_head *entry, *n;
 853         struct io_u *io_u;
 854
 855         list_for_each_safe(entry, n, &td->io_u_freelist) {
 856                 io_u = list_entry(entry, struct io_u, list);
 857
 858                 list_del(&io_u->list);
 859                 free(io_u);
 860         }
 861
 862         if (td->mem_type == MEM_MALLOC)
 863                 free(td->orig_buffer);
 864         else if (td->mem_type == MEM_SHM) {
 865                 struct shmid_ds sbuf;
 866
 867                 shmdt(td->orig_buffer);
 868                 shmctl(td->shm_id, IPC_RMID, &sbuf);
 869         } else if (td->mem_type == MEM_MMAP)
 870                 munmap(td->orig_buffer, td->orig_buffer_size);
 871         else
 872                 fprintf(stderr, "Bad memory type %d\n", td->mem_type);
 873
 874         td->orig_buffer = NULL;
 875 }
 876
 877 static int init_io_u(struct thread_data *td)
 878 {
 879         struct io_u *io_u;
 880         int i, max_units;
 881         char *p;
 882
 883         if (td->io_engine & FIO_SYNCIO)
 884                 max_units = 1;
 885         else
 886                 max_units = td->iodepth;
 887
 888         td->orig_buffer_size = td->max_bs * max_units + MASK;
 889
 890         if (td->mem_type == MEM_MALLOC)
 891                 td->orig_buffer = malloc(td->orig_buffer_size);
 892         else if (td->mem_type == MEM_SHM) {
 893                 td->shm_id = shmget(IPC_PRIVATE, td->orig_buffer_size, IPC_CREAT | 0600);
 894                 if (td->shm_id < 0) {
 895                         td_verror(td, errno);
 896                         perror("shmget");
 897                         return 1;
 898                 }
 899
 900                 td->orig_buffer = shmat(td->shm_id, NULL, 0);
 901                 if (td->orig_buffer == (void *) -1) {
 902                         td_verror(td, errno);
 903                         perror("shmat");
 904                         td->orig_buffer = NULL;
 905                         return 1;
 906                 }
 907         } else if (td->mem_type == MEM_MMAP) {
 908                 td->orig_buffer = mmap(NULL, td->orig_buffer_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | OS_MAP_ANON, 0, 0);
 909                 if (td->orig_buffer == MAP_FAILED) {
 910                         td_verror(td, errno);
 911                         perror("mmap");
 912                         td->orig_buffer = NULL;
 913                         return 1;
 914                 }
 915         }
 916
 917         p = ALIGN(td->orig_buffer);
 918         for (i = 0; i < max_units; i++) {
 919                 io_u = malloc(sizeof(*io_u));
 920                 memset(io_u, 0, sizeof(*io_u));
 921                 INIT_LIST_HEAD(&io_u->list);
 922
 923                 io_u->buf = p + td->max_bs * i;
 924                 io_u->index = i;
 925                 list_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
 926         }
 927
 928         return 0;
 929 }
 930
 931 static void cleanup_allocs(struct thread_data *td)
 932 {
 933         if (td->directory)
 934                 free(td->directory);
 935         if (td->iolog_file)
 936                 free(td->iolog_file);
 937         if (td->exec_prerun)
 938                 free(td->exec_prerun);
 939         if (td->exec_postrun)
 940                 free(td->exec_postrun);
 941         if (td->ioscheduler)
 942                 free(td->ioscheduler);
 943         if (td->sysfs_root)
 944                 free(td->sysfs_root);
 945 }
 946
 947 static int create_file(struct thread_data *td, unsigned long long size,
 948                        int extend)
 949 {
 950         unsigned long long left;
 951         unsigned int bs;
 952         int r, oflags;
 953         char *b;
 954
 955         /*
 956          * unless specifically asked for overwrite, let normal io extend it
 957          */
 958         if (td_write(td) && !td->overwrite)
 959                 return 0;
 960
 961         if (!size) {
 962                 fprintf(stderr, "Need size for create\n");
 963                 td_verror(td, EINVAL);
 964                 return 1;
 965         }
 966
 967         if (!extend) {
 968                 oflags = O_CREAT | O_TRUNC;
 969                 printf("%s: Laying out IO file (%LuMiB)\n", td->name, size >> 20);
 970         } else {
 971                 oflags = O_APPEND;
 972                 printf("%s: Extending IO file (%Lu -> %LuMiB)\n", td->name, (td->file_size - size) >> 20, td->file_size >> 20);
 973         }
 974
 975         td->fd = open(td->file_name, O_WRONLY | oflags, 0644);
 976         if (td->fd < 0) {
 977                 td_verror(td, errno);
 978                 return 1;
 979         }
 980
 981         if (!extend && ftruncate(td->fd, td->file_size) == -1) {
 982                 td_verror(td, errno);
 983                 return 1;
 984         }
 985
 986         td->io_size = td->file_size;
 987         b = malloc(td->max_bs);
 988         memset(b, 0, td->max_bs);
 989
 990         left = size;
 991         while (left && !td->terminate) {
 992                 bs = td->max_bs;
 993                 if (bs > left)
 994                         bs = left;
 995
 996                 r = write(td->fd, b, bs);
 997
 998                 if (r == (int) bs) {
 999                         left -= bs;
1000                         continue;
1001                 } else {
1002                         if (r < 0)
1003                                 td_verror(td, errno);
1004                         else
1005                                 td_verror(td, EIO);
1006
1007                         break;
1008                 }
1009         }
1010
1011         if (td->terminate)
1012                 unlink(td->file_name);
1013         else if (td->create_fsync)
1014                 fsync(td->fd);
1015
1016         close(td->fd);
1017         td->fd = -1;
1018         free(b);
1019         return 0;
1020 }
1021
1022 static int file_size(struct thread_data *td)
1023 {
1024         struct stat st;
1025
1026         if (fstat(td->fd, &st) == -1) {
1027                 td_verror(td, errno);
1028                 return 1;
1029         }
1030
1031         td->real_file_size = st.st_size;
1032
1033         if (!td->file_size || td->file_size > td->real_file_size)
1034                 td->file_size = td->real_file_size;
1035
1036         td->file_size -= td->file_offset;
1037         return 0;
1038 }
1039
1040 static int bdev_size(struct thread_data *td)
1041 {
1042         unsigned long long bytes;
1043         int r;
1044
1045         r = blockdev_size(td->fd, &bytes);
1046         if (r) {
1047                 td_verror(td, r);
1048                 return 1;
1049         }
1050
1051         td->real_file_size = bytes;
1052
1053         /*
1054          * no extend possibilities, so limit size to device size if too large
1055          */
1056         if (!td->file_size || td->file_size > td->real_file_size)
1057                 td->file_size = td->real_file_size;
1058
1059         td->file_size -= td->file_offset;
1060         return 0;
1061 }
1062
1063 static int get_file_size(struct thread_data *td)
1064 {
1065         int ret = 0;
1066
1067         if (td->filetype == FIO_TYPE_FILE)
1068                 ret = file_size(td);
1069         else if (td->filetype == FIO_TYPE_BD)
1070                 ret = bdev_size(td);
1071         else
1072                 td->real_file_size = -1;
1073
1074         if (ret)
1075                 return ret;
1076
1077         if (td->file_offset > td->real_file_size) {
1078                 fprintf(stderr, "%s: offset extends end (%Lu > %Lu)\n", td->name, td->file_offset, td->real_file_size);
1079                 return 1;
1080         }
1081
1082         td->io_size = td->file_size;
1083         if (td->io_size == 0) {
1084                 fprintf(stderr, "%s: no io blocks\n", td->name);
1085                 td_verror(td, EINVAL);
1086                 return 1;
1087         }
1088
1089         if (!td->zone_size)
1090                 td->zone_size = td->io_size;
1091
1092         td->total_io_size = td->io_size * td->loops;
1093         return 0;
1094 }
1095
1096 static int setup_file_mmap(struct thread_data *td)
1097 {
1098         int flags;
1099
1100         if (td_rw(td))
1101                 flags = PROT_READ | PROT_WRITE;
1102         else if (td_write(td)) {
1103                 flags = PROT_WRITE;
1104
1105                 if (td->verify != VERIFY_NONE)
1106                         flags |= PROT_READ;
1107         } else
1108                 flags = PROT_READ;
1109
1110         td->mmap = mmap(NULL, td->file_size, flags, MAP_SHARED, td->fd, td->file_offset);
1111         if (td->mmap == MAP_FAILED) {
1112                 td->mmap = NULL;
1113                 td_verror(td, errno);
1114                 return 1;
1115         }
1116
1117         if (td->invalidate_cache) {
1118                 if (madvise(td->mmap, td->file_size, MADV_DONTNEED) < 0) {
1119                         td_verror(td, errno);
1120                         return 1;
1121                 }
1122         }
1123
1124         if (td->sequential) {
1125                 if (madvise(td->mmap, td->file_size, MADV_SEQUENTIAL) < 0) {
1126                         td_verror(td, errno);
1127                         return 1;
1128                 }
1129         } else {
1130                 if (madvise(td->mmap, td->file_size, MADV_RANDOM) < 0) {
1131                         td_verror(td, errno);
1132                         return 1;
1133                 }
1134         }
1135
1136         return 0;
1137 }
1138
1139 static int setup_file_plain(struct thread_data *td)
1140 {
1141         if (td->invalidate_cache) {
1142                 if (fadvise(td->fd, td->file_offset, td->file_size, POSIX_FADV_DONTNEED) < 0) {
1143                         td_verror(td, errno);
1144                         return 1;
1145                 }
1146         }
1147
1148         if (td->sequential) {
1149                 if (fadvise(td->fd, td->file_offset, td->file_size, POSIX_FADV_SEQUENTIAL) < 0) {
1150                         td_verror(td, errno);
1151                         return 1;
1152                 }
1153         } else {
1154                 if (fadvise(td->fd, td->file_offset, td->file_size, POSIX_FADV_RANDOM) < 0) {
1155                         td_verror(td, errno);
1156                         return 1;
1157                 }
1158         }
1159
1160         return 0;
1161 }
1162
1163 static int setup_file(struct thread_data *td)
1164 {
1165         struct stat st;
1166         int flags = 0;
1167
1168         if (stat(td->file_name, &st) == -1) {
1169                 if (errno != ENOENT) {
1170                         td_verror(td, errno);
1171                         return 1;
1172                 }
1173                 if (!td->create_file) {
1174                         td_verror(td, ENOENT);
1175                         return 1;
1176                 }
1177                 if (create_file(td, td->file_size, 0))
1178                         return 1;
1179         } else if (td->filetype == FIO_TYPE_FILE) {
1180                 if (st.st_size < (off_t) td->file_size) {
1181                         if (create_file(td, td->file_size - st.st_size, 1))
1182                                 return 1;
1183                 }
1184         }
1185
1186         if (td->odirect)
1187                 flags |= O_DIRECT;
1188
1189         if (td_write(td) || td_rw(td)) {
1190                 if (td->filetype == FIO_TYPE_FILE) {
1191                         if (!td->overwrite)
1192                                 flags |= O_TRUNC;
1193
1194                         flags |= O_CREAT;
1195                 }
1196                 if (td->sync_io)
1197                         flags |= O_SYNC;
1198
1199                 flags |= O_RDWR;
1200
1201                 td->fd = open(td->file_name, flags, 0600);
1202         } else {
1203                 if (td->filetype == FIO_TYPE_CHAR)
1204                         flags |= O_RDWR;
1205                 else
1206                         flags |= O_RDONLY;
1207
1208                 td->fd = open(td->file_name, flags);
1209         }
1210
1211         if (td->fd == -1) {
1212                 td_verror(td, errno);
1213                 return 1;
1214         }
1215
1216         if (get_file_size(td))
1217                 return 1;
1218
1219         if (td->io_engine != FIO_MMAPIO)
1220                 return setup_file_plain(td);
1221         else
1222                 return setup_file_mmap(td);
1223 }
1224
1225 static int switch_ioscheduler(struct thread_data *td)
1226 {
1227         char tmp[256], tmp2[128];
1228         FILE *f;
1229         int ret;
1230
1231         sprintf(tmp, "%s/queue/scheduler", td->sysfs_root);
1232
1233         f = fopen(tmp, "r+");
1234         if (!f) {
1235                 td_verror(td, errno);
1236                 return 1;
1237         }
1238
1239         /*
1240          * Set io scheduler.
1241          */
1242         ret = fwrite(td->ioscheduler, strlen(td->ioscheduler), 1, f);
1243         if (ferror(f) || ret != 1) {
1244                 td_verror(td, errno);
1245                 fclose(f);
1246                 return 1;
1247         }
1248
1249         rewind(f);
1250
1251         /*
1252          * Read back and check that the selected scheduler is now the default.
1253          */
1254         ret = fread(tmp, 1, sizeof(tmp), f);
1255         if (ferror(f) || ret < 0) {
1256                 td_verror(td, errno);
1257                 fclose(f);
1258                 return 1;
1259         }
1260
1261         sprintf(tmp2, "[%s]", td->ioscheduler);
1262         if (!strstr(tmp, tmp2)) {
1263                 fprintf(stderr, "fio: io scheduler %s not found\n", td->ioscheduler);
1264                 td_verror(td, EINVAL);
1265                 fclose(f);
1266                 return 1;
1267         }
1268
1269         fclose(f);
1270         return 0;
1271 }
1272
1273 static void clear_io_state(struct thread_data *td)
1274 {
1275         if (td->io_engine == FIO_SYNCIO)
1276                 lseek(td->fd, SEEK_SET, 0);
1277
1278         td->last_pos = 0;
1279         td->stat_io_bytes[0] = td->stat_io_bytes[1] = 0;
1280         td->this_io_bytes[0] = td->this_io_bytes[1] = 0;
1281         td->zone_bytes = 0;
1282
1283         if (td->file_map)
1284                 memset(td->file_map, 0, td->num_maps * sizeof(long));
1285 }
1286
1287 static void *thread_main(void *data)
1288 {
1289         struct thread_data *td = data;
1290
1291         if (!td->use_thread)
1292                 setsid();
1293
1294         td->pid = getpid();
1295
1296         INIT_LIST_HEAD(&td->io_u_freelist);
1297         INIT_LIST_HEAD(&td->io_u_busylist);
1298         INIT_LIST_HEAD(&td->io_hist_list);
1299         INIT_LIST_HEAD(&td->io_log_list);
1300
1301         if (init_io_u(td))
1302                 goto err;
1303
1304         if (fio_setaffinity(td) == -1) {
1305                 td_verror(td, errno);
1306                 goto err;
1307         }
1308
1309         if (init_io(td))
1310                 goto err;
1311
1312         if (init_iolog(td))
1313                 goto err;
1314
1315         if (td->ioprio) {
1316                 if (ioprio_set(IOPRIO_WHO_PROCESS, 0, td->ioprio) == -1) {
1317                         td_verror(td, errno);
1318                         goto err;
1319                 }
1320         }
1321
1322         if (nice(td->nice) < 0) {
1323                 td_verror(td, errno);
1324                 goto err;
1325         }
1326
1327         if (init_random_state(td))
1328                 goto err;
1329
1330         if (td->ioscheduler && switch_ioscheduler(td))
1331                 goto err;
1332
1333         td_set_runstate(td, TD_INITIALIZED);
1334         sem_post(&startup_sem);
1335         sem_wait(&td->mutex);
1336
1337         if (!td->create_serialize && setup_file(td))
1338                 goto err;
1339
1340         gettimeofday(&td->epoch, NULL);
1341
1342         if (td->exec_prerun)
1343                 system(td->exec_prerun);
1344
1345         while (td->loops--) {
1346                 getrusage(RUSAGE_SELF, &td->ru_start);
1347                 gettimeofday(&td->start, NULL);
1348                 memcpy(&td->stat_sample_time, &td->start, sizeof(td->start));
1349
1350                 if (td->ratemin)
1351                         memcpy(&td->lastrate, &td->stat_sample_time, sizeof(td->lastrate));
1352
1353                 clear_io_state(td);
1354                 prune_io_piece_log(td);
1355
1356                 do_io(td);
1357
1358                 td->runtime[td->ddir] += mtime_since_now(&td->start);
1359                 if (td_rw(td) && td->io_bytes[td->ddir ^ 1])
1360                         td->runtime[td->ddir ^ 1] = td->runtime[td->ddir];
1361
1362                 update_rusage_stat(td);
1363
1364                 if (td->error || td->terminate)
1365                         break;
1366
1367                 if (td->verify == VERIFY_NONE)
1368                         continue;
1369
1370                 clear_io_state(td);
1371                 gettimeofday(&td->start, NULL);
1372
1373                 do_verify(td);
1374
1375                 td->runtime[DDIR_READ] += mtime_since_now(&td->start);
1376
1377                 if (td->error || td->terminate)
1378                         break;
1379         }
1380
1381         if (td->bw_log)
1382                 finish_log(td, td->bw_log, "bw");
1383         if (td->slat_log)
1384                 finish_log(td, td->slat_log, "slat");
1385         if (td->clat_log)
1386                 finish_log(td, td->clat_log, "clat");
1387         if (td->write_iolog)
1388                 write_iolog_close(td);
1389         if (td->exec_postrun)
1390                 system(td->exec_postrun);
1391
1392         if (exitall_on_terminate)
1393                 terminate_threads(td->groupid);
1394
1395 err:
1396         if (td->fd != -1) {
1397                 close(td->fd);
1398                 td->fd = -1;
1399         }
1400         if (td->mmap)
1401                 munmap(td->mmap, td->file_size);
1402         cleanup_allocs(td);
1403         cleanup_io(td);
1404         cleanup_io_u(td);
1405         td_set_runstate(td, TD_EXITED);
1406         return NULL;
1407
1408 }
1409
1410 static void *fork_main(int shmid, int offset)
1411 {
1412         struct thread_data *td;
1413         void *data;
1414
1415         data = shmat(shmid, NULL, 0);
1416         if (data == (void *) -1) {
1417                 perror("shmat");
1418                 return NULL;
1419         }
1420
1421         td = data + offset * sizeof(struct thread_data);
1422         thread_main(td);
1423         shmdt(data);
1424         return NULL;
1425 }
1426
1427 static void check_str_update(struct thread_data *td)
1428 {
1429         char c = run_str[td->thread_number - 1];
1430
1431         if (td->runstate == td->old_runstate)
1432                 return;
1433
1434         switch (td->runstate) {
1435                 case TD_REAPED:
1436                         c = '_';
1437                         break;
1438                 case TD_EXITED:
1439                         c = 'E';
1440                         break;
1441                 case TD_RUNNING:
1442                         if (td_rw(td)) {
1443                                 if (td->sequential)
1444                                         c = 'M';
1445                                 else
1446                                         c = 'm';
1447                         } else if (td_read(td)) {
1448                                 if (td->sequential)
1449                                         c = 'R';
1450                                 else
1451                                         c = 'r';
1452                         } else {
1453                                 if (td->sequential)
1454                                         c = 'W';
1455                                 else
1456                                         c = 'w';
1457                         }
1458                         break;
1459                 case TD_VERIFYING:
1460                         c = 'V';
1461                         break;
1462                 case TD_CREATED:
1463                         c = 'C';
1464                         break;
1465                 case TD_INITIALIZED:
1466                         c = 'I';
1467                         break;
1468                 case TD_NOT_CREATED:
1469                         c = 'P';
1470                         break;
1471                 default:
1472                         printf("state %d\n", td->runstate);
1473         }
1474
1475         run_str[td->thread_number - 1] = c;
1476         td->old_runstate = td->runstate;
1477 }
1478
1479 static void eta_to_str(char *str, int eta_sec)
1480 {
1481         unsigned int d, h, m, s;
1482         static int always_d, always_h;
1483
1484         d = h = m = s = 0;
1485
1486         s = eta_sec % 60;
1487         eta_sec /= 60;
1488         m = eta_sec % 60;
1489         eta_sec /= 60;
1490         h = eta_sec % 24;
1491         eta_sec /= 24;
1492         d = eta_sec;
1493
1494         if (d || always_d) {
1495                 always_d = 1;
1496                 str += sprintf(str, "%02dd:", d);
1497         }
1498         if (h || always_h) {
1499                 always_h = 1;
1500                 str += sprintf(str, "%02dh:", h);
1501         }
1502
1503         str += sprintf(str, "%02dm:", m);
1504         str += sprintf(str, "%02ds", s);
1505 }
1506
1507 static int thread_eta(struct thread_data *td, unsigned long elapsed)
1508 {
1509         unsigned long long bytes_total, bytes_done;
1510         unsigned int eta_sec = 0;
1511
1512         bytes_total = td->total_io_size;
1513
1514         /*
1515          * if writing, bytes_total will be twice the size. If mixing,
1516          * assume a 50/50 split and thus bytes_total will be 50% larger.
1517          */
1518         if (td->verify) {
1519                 if (td_rw(td))
1520                         bytes_total = bytes_total * 3 / 2;
1521                 else
1522                         bytes_total <<= 1;
1523         }
1524         if (td->zone_size && td->zone_skip)
1525                 bytes_total /= (td->zone_skip / td->zone_size);
1526
1527         if (td->runstate == TD_RUNNING || td->runstate == TD_VERIFYING) {
1528                 double perc;
1529
1530                 bytes_done = td->io_bytes[DDIR_READ] + td->io_bytes[DDIR_WRITE];
1531                 perc = (double) bytes_done / (double) bytes_total;
1532                 if (perc > 1.0)
1533                         perc = 1.0;
1534
1535                 eta_sec = (elapsed * (1.0 / perc)) - elapsed;
1536
1537                 if (td->timeout && eta_sec > (td->timeout - elapsed))
1538                         eta_sec = td->timeout - elapsed;
1539         } else if (td->runstate == TD_NOT_CREATED || td->runstate == TD_CREATED
1540                         || td->runstate == TD_INITIALIZED) {
1541                 int t_eta = 0, r_eta = 0;
1542
1543                 /*
1544                  * We can only guess - assume it'll run the full timeout
1545                  * if given, otherwise assume it'll run at the specified rate.
1546                  */
1547                 if (td->timeout)
1548                         t_eta = td->timeout + td->start_delay - elapsed;
1549                 if (td->rate) {
1550                         r_eta = (bytes_total / 1024) / td->rate;
1551                         r_eta += td->start_delay - elapsed;
1552                 }
1553
1554                 if (r_eta && t_eta)
1555                         eta_sec = min(r_eta, t_eta);
1556                 else if (r_eta)
1557                         eta_sec = r_eta;
1558                 else if (t_eta)
1559                         eta_sec = t_eta;
1560                 else
1561                         eta_sec = INT_MAX;
1562         } else {
1563                 /*
1564                  * thread is already done
1565                  */
1566                 eta_sec = 0;
1567         }
1568
1569         return eta_sec;
1570 }
1571
1572 static void print_thread_status(void)
1573 {
1574         unsigned long elapsed = time_since_now(&genesis);
1575         int i, nr_running, t_rate, m_rate, *eta_secs, eta_sec;
1576         char eta_str[32];
1577         double perc = 0.0;
1578
1579         eta_secs = malloc(thread_number * sizeof(int));
1580         memset(eta_secs, 0, thread_number * sizeof(int));
1581
1582         nr_running = t_rate = m_rate = 0;
1583         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1584                 struct thread_data *td = &threads[i];
1585
1586                 if (td->runstate == TD_RUNNING || td->runstate == TD_VERIFYING){
1587                         nr_running++;
1588                         t_rate += td->rate;
1589                         m_rate += td->ratemin;
1590                 }
1591
1592                 if (elapsed >= 3)
1593                         eta_secs[i] = thread_eta(td, elapsed);
1594                 else
1595                         eta_secs[i] = INT_MAX;
1596
1597                 check_str_update(td);
1598         }
1599
1600         if (exitall_on_terminate)
1601                 eta_sec = INT_MAX;
1602         else
1603                 eta_sec = 0;
1604
1605         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1606                 if (exitall_on_terminate) {
1607                         if (eta_secs[i] < eta_sec)
1608                                 eta_sec = eta_secs[i];
1609                 } else {
1610                         if (eta_secs[i] > eta_sec)
1611                                 eta_sec = eta_secs[i];
1612                 }
1613         }
1614
1615         if (eta_sec != INT_MAX && elapsed) {
1616                 perc = (double) elapsed / (double) (elapsed + eta_sec);
1617                 eta_to_str(eta_str, eta_sec);
1618         }
1619
1620         printf("Threads now running (%d)", nr_running);
1621         if (m_rate || t_rate)
1622                 printf(", commitrate %d/%dKiB/sec", t_rate, m_rate);
1623         if (eta_sec != INT_MAX) {
1624                 perc *= 100.0;
1625                 printf(": [%s] [%3.2f%% done] [eta %s]", run_str, perc,eta_str);
1626         }
1627         printf("\r");
1628         fflush(stdout);
1629         free(eta_secs);
1630 }
1631
1632 static void reap_threads(int *nr_running, int *t_rate, int *m_rate)
1633 {
1634         int i;
1635
1636         /*
1637          * reap exited threads (TD_EXITED -> TD_REAPED)
1638          */
1639         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1640                 struct thread_data *td = &threads[i];
1641
1642                 if (td->runstate != TD_EXITED)
1643                         continue;
1644
1645                 td_set_runstate(td, TD_REAPED);
1646
1647                 if (td->use_thread) {
1648                         long ret;
1649
1650                         if (pthread_join(td->thread, (void *) &ret))
1651                                 perror("thread_join");
1652                 } else
1653                         waitpid(td->pid, NULL, 0);
1654
1655                 (*nr_running)--;
1656                 (*m_rate) -= td->ratemin;
1657                 (*t_rate) -= td->rate;
1658         }
1659 }
1660
1661 static void fio_unpin_memory(void *pinned)
1662 {
1663         if (pinned) {
1664                 if (munlock(pinned, mlock_size) < 0)
1665                         perror("munlock");
1666                 munmap(pinned, mlock_size);
1667         }
1668 }
1669
1670 static void *fio_pin_memory(void)
1671 {
1672         long pagesize, pages;
1673         void *ptr;
1674
1675         if (!mlock_size)
1676                 return NULL;
1677
1678         /*
1679          * Don't allow mlock of more than real_mem-128MB
1680          */
1681         pagesize = sysconf(_SC_PAGESIZE);
1682         pages = sysconf(_SC_PHYS_PAGES);
1683         if (pages != -1 && pagesize != -1) {
1684                 unsigned long long real_mem = pages * pagesize;
1685
1686                 if ((mlock_size + 128 * 1024 * 1024) > real_mem) {
1687                         mlock_size = real_mem - 128 * 1024 * 1024;
1688                         printf("fio: limiting mlocked memory to %lluMiB\n",
1689                                                         mlock_size >> 20);
1690                 }
1691         }
1692
1693         ptr = mmap(NULL, mlock_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | OS_MAP_ANON, 0, 0);
1694         if (!ptr) {
1695                 perror("malloc locked mem");
1696                 return NULL;
1697         }
1698         if (mlock(ptr, mlock_size) < 0) {
1699                 munmap(ptr, mlock_size);
1700                 perror("mlock");
1701                 return NULL;
1702         }
1703
1704         return ptr;
1705 }
1706
1707 static void run_threads(void)
1708 {
1709         struct thread_data *td;
1710         unsigned long spent;
1711         int i, todo, nr_running, m_rate, t_rate, nr_started;
1712         void *mlocked_mem;
1713
1714         mlocked_mem = fio_pin_memory();
1715
1716         printf("Starting %d thread%s\n", thread_number, thread_number > 1 ? "s" : "");
1717         fflush(stdout);
1718
1719         signal(SIGINT, sig_handler);
1720         signal(SIGALRM, sig_handler);
1721
1722         todo = thread_number;
1723         nr_running = 0;
1724         nr_started = 0;
1725         m_rate = t_rate = 0;
1726
1727         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1728                 td = &threads[i];
1729
1730                 run_str[td->thread_number - 1] = 'P';
1731
1732                 init_disk_util(td);
1733
1734                 if (!td->create_serialize)
1735                         continue;
1736
1737                 /*
1738                  * do file setup here so it happens sequentially,
1739                  * we don't want X number of threads getting their
1740                  * client data interspersed on disk
1741                  */
1742                 if (setup_file(td)) {
1743                         td_set_runstate(td, TD_REAPED);
1744                         todo--;
1745                 }
1746         }
1747
1748         gettimeofday(&genesis, NULL);
1749
1750         while (todo) {
1751                 struct thread_data *map[MAX_JOBS];
1752                 struct timeval this_start;
1753                 int this_jobs = 0, left;
1754
1755                 /*
1756                  * create threads (TD_NOT_CREATED -> TD_CREATED)
1757                  */
1758                 for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1759                         td = &threads[i];
1760
1761                         if (td->runstate != TD_NOT_CREATED)
1762                                 continue;
1763
1764                         /*
1765                          * never got a chance to start, killed by other
1766                          * thread for some reason
1767                          */
1768                         if (td->terminate) {
1769                                 todo--;
1770                                 continue;
1771                         }
1772
1773                         if (td->start_delay) {
1774                                 spent = mtime_since_now(&genesis);
1775
1776                                 if (td->start_delay * 1000 > spent)
1777                                         continue;
1778                         }
1779
1780                         if (td->stonewall && (nr_started || nr_running))
1781                                 break;
1782
1783                         /*
1784                          * Set state to created. Thread will transition
1785                          * to TD_INITIALIZED when it's done setting up.
1786                          */
1787                         td_set_runstate(td, TD_CREATED);
1788                         map[this_jobs++] = td;
1789                         sem_init(&startup_sem, 0, 1);
1790                         nr_started++;
1791
1792                         if (td->use_thread) {
1793                                 if (pthread_create(&td->thread, NULL, thread_main, td)) {
1794                                         perror("thread_create");
1795                                         nr_started--;
1796                                 }
1797                         } else {
1798                                 if (fork())
1799                                         sem_wait(&startup_sem);
1800                                 else {
1801                                         fork_main(shm_id, i);
1802                                         exit(0);
1803                                 }
1804                         }
1805                 }
1806
1807                 /*
1808                  * Wait for the started threads to transition to
1809                  * TD_INITIALIZED.
1810                  */
1811                 printf("fio: Waiting for threads to initialize...\n");
1812                 gettimeofday(&this_start, NULL);
1813                 left = this_jobs;
1814                 while (left) {
1815                         if (mtime_since_now(&this_start) > JOB_START_TIMEOUT)
1816                                 break;
1817
1818                         usleep(100000);
1819
1820                         for (i = 0; i < this_jobs; i++) {
1821                                 td = map[i];
1822                                 if (!td)
1823                                         continue;
1824                                 if (td->runstate == TD_INITIALIZED) {
1825                                         map[i] = NULL;
1826                                         left--;
1827                                 } else if (td->runstate >= TD_EXITED) {
1828                                         map[i] = NULL;
1829                                         left--;
1830                                         todo--;
1831                                         nr_running++; /* work-around... */
1832                                 }
1833                         }
1834                 }
1835
1836                 if (left) {
1837                         fprintf(stderr, "fio: %d jobs failed to start\n", left);
1838                         for (i = 0; i < this_jobs; i++) {
1839                                 td = map[i];
1840                                 if (!td)
1841                                         continue;
1842                                 kill(td->pid, SIGTERM);
1843                         }
1844                         break;
1845                 }
1846
1847                 /*
1848                  * start created threads (TD_INITIALIZED -> TD_RUNNING).
1849                  */
1850                 printf("fio: Go for launch\n");
1851                 for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1852                         td = &threads[i];
1853
1854                         if (td->runstate != TD_INITIALIZED)
1855                                 continue;
1856
1857                         td_set_runstate(td, TD_RUNNING);
1858                         nr_running++;
1859                         nr_started--;
1860                         m_rate += td->ratemin;
1861                         t_rate += td->rate;
1862                         todo--;
1863                         sem_post(&td->mutex);
1864                 }
1865
1866                 reap_threads(&nr_running, &t_rate, &m_rate);
1867
1868                 if (todo)
1869                         usleep(100000);
1870         }
1871
1872         while (nr_running) {
1873                 reap_threads(&nr_running, &t_rate, &m_rate);
1874                 usleep(10000);
1875         }
1876
1877         update_io_ticks();
1878         fio_unpin_memory(mlocked_mem);
1879 }
1880
1881 int main(int argc, char *argv[])
1882 {
1883         if (parse_options(argc, argv))
1884                 return 1;
1885
1886         if (!thread_number) {
1887                 printf("Nothing to do\n");
1888                 return 1;
1889         }
1890
1891         disk_util_timer_arm();
1892
1893         run_threads();
1894         show_run_stats();
1895
1896         return 0;
1897 }