fio.c

   1 /*
   2  * fio - the flexible io tester
   3  *
   4  * Copyright (C) 2005 Jens Axboe <axboe@suse.de>
   5  * Copyright (C) 2006 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
   6  *
   7  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  10  *  (at your option) any later version.
  11  *
  12  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  13  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15  *  GNU General Public License for more details.
  16  *
  17  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  19  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  20  *
  21  */
  22 #include <unistd.h>
  23 #include <fcntl.h>
  24 #include <string.h>
  25 #include <signal.h>
  26 #include <time.h>
  27 #include <assert.h>
  28 #include <sys/stat.h>
  29 #include <sys/wait.h>
  30 #include <sys/ipc.h>
  31 #include <sys/shm.h>
  32 #include <sys/ioctl.h>
  33 #include <sys/mman.h>
  34
  35 #include "fio.h"
  36 #include "os.h"
  37
  38 #define MASK    (4095)
  39
  40 #define ALIGN(buf)      (char *) (((unsigned long) (buf) + MASK) & ~(MASK))
  41
  42 int groupid = 0;
  43 int thread_number = 0;
  44 static char run_str[MAX_JOBS + 1];
  45 int shm_id = 0;
  46 static struct timeval genesis;
  47 int temp_stall_ts;
  48 char *fio_inst_prefix = _INST_PREFIX;
  49
  50 static void print_thread_status(void);
  51
  52 extern unsigned long long mlock_size;
  53
  54 /*
  55  * Thread life cycle. Once a thread has a runstate beyond TD_INITIALIZED, it
  56  * will never back again. It may cycle between running/verififying/fsyncing.
  57  * Once the thread reaches TD_EXITED, it is just waiting for the core to
  58  * reap it.
  59  */
  60 enum {
  61         TD_NOT_CREATED = 0,
  62         TD_CREATED,
  63         TD_INITIALIZED,
  64         TD_RUNNING,
  65         TD_VERIFYING,
  66         TD_FSYNCING,
  67         TD_EXITED,
  68         TD_REAPED,
  69 };
  70
  71 #define should_fsync(td)        ((td_write(td) || td_rw(td)) && (!(td)->odirect || (td)->override_sync))
  72
  73 static volatile int startup_sem;
  74
  75 #define TERMINATE_ALL           (-1)
  76 #define JOB_START_TIMEOUT       (5 * 1000)
  77
  78 static void terminate_threads(int group_id)
  79 {
  80         int i;
  81
  82         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
  83                 struct thread_data *td = &threads[i];
  84
  85                 if (group_id == TERMINATE_ALL || groupid == td->groupid) {
  86                         td->terminate = 1;
  87                         td->start_delay = 0;
  88                 }
  89         }
  90 }
  91
  92 static void sig_handler(int sig)
  93 {
  94         switch (sig) {
  95                 case SIGALRM:
  96                         update_io_ticks();
  97                         disk_util_timer_arm();
  98                         print_thread_status();
  99                         break;
 100                 default:
 101                         printf("\nfio: terminating on signal\n");
 102                         fflush(stdout);
 103                         terminate_threads(TERMINATE_ALL);
 104                         break;
 105         }
 106 }
 107
 108 /*
 109  * The ->file_map[] contains a map of blocks we have or have not done io
 110  * to yet. Used to make sure we cover the entire range in a fair fashion.
 111  */
 112 static int random_map_free(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 113                            unsigned long long block)
 114 {
 115         unsigned int idx = RAND_MAP_IDX(td, f, block);
 116         unsigned int bit = RAND_MAP_BIT(td, f, block);
 117
 118         return (f->file_map[idx] & (1UL << bit)) == 0;
 119 }
 120
 121 /*
 122  * Return the next free block in the map.
 123  */
 124 static int get_next_free_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 125                                unsigned long long *b)
 126 {
 127         int i;
 128
 129         *b = 0;
 130         i = 0;
 131         while ((*b) * td->min_bs < f->file_size) {
 132                 if (f->file_map[i] != -1UL) {
 133                         *b += ffz(f->file_map[i]);
 134                         return 0;
 135                 }
 136
 137                 *b += BLOCKS_PER_MAP;
 138                 i++;
 139         }
 140
 141         return 1;
 142 }
 143
 144 /*
 145  * Mark a given offset as used in the map.
 146  */
 147 static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 148                             struct io_u *io_u)
 149 {
 150         unsigned long long block = io_u->offset / (unsigned long long) td->min_bs;
 151         unsigned int blocks = 0;
 152
 153         while (blocks < (io_u->buflen / td->min_bs)) {
 154                 unsigned int idx, bit;
 155
 156                 if (!random_map_free(td, f, block))
 157                         break;
 158
 159                 idx = RAND_MAP_IDX(td, f, block);
 160                 bit = RAND_MAP_BIT(td, f, block);
 161
 162                 assert(idx < f->num_maps);
 163
 164                 f->file_map[idx] |= (1UL << bit);
 165                 block++;
 166                 blocks++;
 167         }
 168
 169         if ((blocks * td->min_bs) < io_u->buflen)
 170                 io_u->buflen = blocks * td->min_bs;
 171 }
 172
 173 /*
 174  * For random io, generate a random new block and see if it's used. Repeat
 175  * until we find a free one. For sequential io, just return the end of
 176  * the last io issued.
 177  */
 178 static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 179                            unsigned long long *offset)
 180 {
 181         unsigned long long b, rb;
 182         long r;
 183
 184         if (!td->sequential) {
 185                 unsigned long long max_blocks = td->io_size / td->min_bs;
 186                 int loops = 50;
 187
 188                 do {
 189                         r = os_random_long(&td->random_state);
 190                         b = ((max_blocks - 1) * r / (unsigned long long) (RAND_MAX+1.0));
 191                         rb = b + (f->file_offset / td->min_bs);
 192                         loops--;
 193                 } while (!random_map_free(td, f, rb) && loops);
 194
 195                 if (!loops) {
 196                         if (get_next_free_block(td, f, &b))
 197                                 return 1;
 198                 }
 199         } else
 200                 b = f->last_pos / td->min_bs;
 201
 202         *offset = (b * td->min_bs) + f->file_offset;
 203         if (*offset > f->file_size)
 204                 return 1;
 205
 206         return 0;
 207 }
 208
 209 static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td)
 210 {
 211         unsigned int buflen;
 212         long r;
 213
 214         if (td->min_bs == td->max_bs)
 215                 buflen = td->min_bs;
 216         else {
 217                 r = os_random_long(&td->bsrange_state);
 218                 buflen = (1 + (double) (td->max_bs - 1) * r / (RAND_MAX + 1.0));
 219                 buflen = (buflen + td->min_bs - 1) & ~(td->min_bs - 1);
 220         }
 221
 222         if (buflen > td->io_size - td->this_io_bytes[td->ddir])
 223                 buflen = td->io_size - td->this_io_bytes[td->ddir];
 224
 225         return buflen;
 226 }
 227
 228 /*
 229  * Check if we are above the minimum rate given.
 230  */
 231 static int check_min_rate(struct thread_data *td, struct timeval *now)
 232 {
 233         unsigned long spent;
 234         unsigned long rate;
 235         int ddir = td->ddir;
 236
 237         /*
 238          * allow a 2 second settle period in the beginning
 239          */
 240         if (mtime_since(&td->start, now) < 2000)
 241                 return 0;
 242
 243         /*
 244          * if rate blocks is set, sample is running
 245          */
 246         if (td->rate_bytes) {
 247                 spent = mtime_since(&td->lastrate, now);
 248                 if (spent < td->ratecycle)
 249                         return 0;
 250
 251                 rate = (td->this_io_bytes[ddir] - td->rate_bytes) / spent;
 252                 if (rate < td->ratemin) {
 253                         fprintf(f_out, "%s: min rate %d not met, got %ldKiB/sec\n", td->name, td->ratemin, rate);
 254                         if (rate_quit)
 255                                 terminate_threads(td->groupid);
 256                         return 1;
 257                 }
 258         }
 259
 260         td->rate_bytes = td->this_io_bytes[ddir];
 261         memcpy(&td->lastrate, now, sizeof(*now));
 262         return 0;
 263 }
 264
 265 static inline int runtime_exceeded(struct thread_data *td, struct timeval *t)
 266 {
 267         if (!td->timeout)
 268                 return 0;
 269         if (mtime_since(&td->epoch, t) >= td->timeout * 1000)
 270                 return 1;
 271
 272         return 0;
 273 }
 274
 275 static void fill_random_bytes(struct thread_data *td,
 276                               unsigned char *p, unsigned int len)
 277 {
 278         unsigned int todo;
 279         double r;
 280
 281         while (len) {
 282                 r = os_random_double(&td->verify_state);
 283
 284                 /*
 285                  * lrand48_r seems to be broken and only fill the bottom
 286                  * 32-bits, even on 64-bit archs with 64-bit longs
 287                  */
 288                 todo = sizeof(r);
 289                 if (todo > len)
 290                         todo = len;
 291
 292                 memcpy(p, &r, todo);
 293
 294                 len -= todo;
 295                 p += todo;
 296         }
 297 }
 298
 299 static void hexdump(void *buffer, int len)
 300 {
 301         unsigned char *p = buffer;
 302         int i;
 303
 304         for (i = 0; i < len; i++)
 305                 fprintf(f_out, "%02x", p[i]);
 306         fprintf(f_out, "\n");
 307 }
 308
 309 static int verify_io_u_crc32(struct verify_header *hdr, struct io_u *io_u)
 310 {
 311         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
 312         unsigned long c;
 313
 314         p += sizeof(*hdr);
 315         c = crc32(p, hdr->len - sizeof(*hdr));
 316
 317         if (c != hdr->crc32) {
 318                 log_err("crc32: verify failed at %llu/%u\n", io_u->offset, io_u->buflen);
 319                 log_err("crc32: wanted %lx, got %lx\n", hdr->crc32, c);
 320                 return 1;
 321         }
 322
 323         return 0;
 324 }
 325
 326 static int verify_io_u_md5(struct verify_header *hdr, struct io_u *io_u)
 327 {
 328         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
 329         struct md5_ctx md5_ctx;
 330
 331         memset(&md5_ctx, 0, sizeof(md5_ctx));
 332         p += sizeof(*hdr);
 333         md5_update(&md5_ctx, p, hdr->len - sizeof(*hdr));
 334
 335         if (memcmp(hdr->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash))) {
 336                 log_err("md5: verify failed at %llu/%u\n", io_u->offset, io_u->buflen);
 337                 hexdump(hdr->md5_digest, sizeof(hdr->md5_digest));
 338                 hexdump(md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
 339                 return 1;
 340         }
 341
 342         return 0;
 343 }
 344
 345 static int verify_io_u(struct io_u *io_u)
 346 {
 347         struct verify_header *hdr = (struct verify_header *) io_u->buf;
 348         int ret;
 349
 350         if (hdr->fio_magic != FIO_HDR_MAGIC)
 351                 return 1;
 352
 353         if (hdr->verify_type == VERIFY_MD5)
 354                 ret = verify_io_u_md5(hdr, io_u);
 355         else if (hdr->verify_type == VERIFY_CRC32)
 356                 ret = verify_io_u_crc32(hdr, io_u);
 357         else {
 358                 log_err("Bad verify type %d\n", hdr->verify_type);
 359                 ret = 1;
 360         }
 361
 362         return ret;
 363 }
 364
 365 static void fill_crc32(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 366 {
 367         hdr->crc32 = crc32(p, len);
 368 }
 369
 370 static void fill_md5(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 371 {
 372         struct md5_ctx md5_ctx;
 373
 374         memset(&md5_ctx, 0, sizeof(md5_ctx));
 375         md5_update(&md5_ctx, p, len);
 376         memcpy(hdr->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
 377 }
 378
 379 /*
 380  * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
 381  * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
 382  * necessary.
 383  */
 384 static int get_rw_ddir(struct thread_data *td)
 385 {
 386         if (td_rw(td)) {
 387                 struct timeval now;
 388                 unsigned long elapsed;
 389
 390                 gettimeofday(&now, NULL);
 391                 elapsed = mtime_since_now(&td->rwmix_switch);
 392
 393                 /*
 394                  * Check if it's time to seed a new data direction.
 395                  */
 396                 if (elapsed >= td->rwmixcycle) {
 397                         int v;
 398                         long r;
 399
 400                         r = os_random_long(&td->rwmix_state);
 401                         v = 1 + (int) (100.0 * (r / (RAND_MAX + 1.0)));
 402                         if (v < td->rwmixread)
 403                                 td->rwmix_ddir = DDIR_READ;
 404                         else
 405                                 td->rwmix_ddir = DDIR_WRITE;
 406                         memcpy(&td->rwmix_switch, &now, sizeof(now));
 407                 }
 408                 return td->rwmix_ddir;
 409         } else if (td_read(td))
 410                 return DDIR_READ;
 411         else
 412                 return DDIR_WRITE;
 413 }
 414
 415 /*
 416  * fill body of io_u->buf with random data and add a header with the
 417  * crc32 or md5 sum of that data.
 418  */
 419 static void populate_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 420 {
 421         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
 422         struct verify_header hdr;
 423
 424         hdr.fio_magic = FIO_HDR_MAGIC;
 425         hdr.len = io_u->buflen;
 426         p += sizeof(hdr);
 427         fill_random_bytes(td, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
 428
 429         if (td->verify == VERIFY_MD5) {
 430                 fill_md5(&hdr, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
 431                 hdr.verify_type = VERIFY_MD5;
 432         } else {
 433                 fill_crc32(&hdr, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
 434                 hdr.verify_type = VERIFY_CRC32;
 435         }
 436
 437         memcpy(io_u->buf, &hdr, sizeof(hdr));
 438 }
 439
 440 static int td_io_prep(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 441 {
 442         if (td->io_ops->prep && td->io_ops->prep(td, io_u))
 443                 return 1;
 444
 445         return 0;
 446 }
 447
 448 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 449 {
 450         io_u->file = NULL;
 451         list_del(&io_u->list);
 452         list_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
 453         td->cur_depth--;
 454 }
 455
 456 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 457                      struct io_u *io_u)
 458 {
 459         /*
 460          * If using an iolog, grab next piece if any available.
 461          */
 462         if (td->read_iolog)
 463                 return read_iolog_get(td, io_u);
 464
 465         /*
 466          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next position.
 467          */
 468         if (!get_next_offset(td, f, &io_u->offset)) {
 469                 io_u->buflen = get_next_buflen(td);
 470
 471                 if (io_u->buflen) {
 472                         io_u->ddir = get_rw_ddir(td);
 473
 474                         /*
 475                          * If using a write iolog, store this entry.
 476                          */
 477                         if (td->write_iolog)
 478                                 write_iolog_put(td, io_u);
 479
 480                         io_u->file = f;
 481                         return 0;
 482                 }
 483         }
 484
 485         return 1;
 486 }
 487
 488 #define queue_full(td)  list_empty(&(td)->io_u_freelist)
 489
 490 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
 491 {
 492         struct io_u *io_u = NULL;
 493
 494         if (!queue_full(td)) {
 495                 io_u = list_entry(td->io_u_freelist.next, struct io_u, list);
 496
 497                 io_u->error = 0;
 498                 io_u->resid = 0;
 499                 list_del(&io_u->list);
 500                 list_add(&io_u->list, &td->io_u_busylist);
 501                 td->cur_depth++;
 502         }
 503
 504         return io_u;
 505 }
 506
 507 /*
 508  * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
 509  * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped and submitted.
 510  */
 511 static struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 512 {
 513         struct io_u *io_u;
 514
 515         io_u = __get_io_u(td);
 516         if (!io_u)
 517                 return NULL;
 518
 519         if (td->zone_bytes >= td->zone_size) {
 520                 td->zone_bytes = 0;
 521                 f->last_pos += td->zone_skip;
 522         }
 523
 524         if (fill_io_u(td, f, io_u)) {
 525                 put_io_u(td, io_u);
 526                 return NULL;
 527         }
 528
 529         if (io_u->buflen + io_u->offset > f->file_size)
 530                 io_u->buflen = f->file_size - io_u->offset;
 531
 532         if (!io_u->buflen) {
 533                 put_io_u(td, io_u);
 534                 return NULL;
 535         }
 536
 537         if (!td->read_iolog && !td->sequential)
 538                 mark_random_map(td, f, io_u);
 539
 540         f->last_pos += io_u->buflen;
 541
 542         if (td->verify != VERIFY_NONE)
 543                 populate_io_u(td, io_u);
 544
 545         if (td_io_prep(td, io_u)) {
 546                 put_io_u(td, io_u);
 547                 return NULL;
 548         }
 549
 550         gettimeofday(&io_u->start_time, NULL);
 551         return io_u;
 552 }
 553
 554 static inline void td_set_runstate(struct thread_data *td, int runstate)
 555 {
 556         td->runstate = runstate;
 557 }
 558
 559 static int get_next_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 560 {
 561         struct io_piece *ipo;
 562
 563         if (!list_empty(&td->io_hist_list)) {
 564                 ipo = list_entry(td->io_hist_list.next, struct io_piece, list);
 565
 566                 list_del(&ipo->list);
 567
 568                 io_u->offset = ipo->offset;
 569                 io_u->buflen = ipo->len;
 570                 io_u->ddir = DDIR_READ;
 571                 free(ipo);
 572                 return 0;
 573         }
 574
 575         return 1;
 576 }
 577
 578 static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
 579 {
 580         struct fio_file *f = &td->files[td->next_file];
 581
 582         td->next_file++;
 583         if (td->next_file >= td->nr_files)
 584                 td->next_file = 0;
 585
 586         return f;
 587 }
 588
 589 static int td_io_sync(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 590 {
 591         if (td->io_ops->sync)
 592                 return td->io_ops->sync(td, f);
 593
 594         return 0;
 595 }
 596
 597 static int io_u_getevents(struct thread_data *td, int min, int max,
 598                           struct timespec *t)
 599 {
 600         return td->io_ops->getevents(td, min, max, t);
 601 }
 602
 603 static int io_u_queue(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 604 {
 605         gettimeofday(&io_u->issue_time, NULL);
 606
 607         return td->io_ops->queue(td, io_u);
 608 }
 609
 610 #define iocb_time(iocb) ((unsigned long) (iocb)->data)
 611
 612 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 613                          struct io_completion_data *icd)
 614 {
 615         struct timeval e;
 616         unsigned long msec;
 617
 618         gettimeofday(&e, NULL);
 619
 620         if (!io_u->error) {
 621                 unsigned int bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
 622                 const int idx = io_u->ddir;
 623
 624                 td->io_blocks[idx]++;
 625                 td->io_bytes[idx] += bytes;
 626                 td->zone_bytes += bytes;
 627                 td->this_io_bytes[idx] += bytes;
 628
 629                 msec = mtime_since(&io_u->issue_time, &e);
 630
 631                 add_clat_sample(td, idx, msec);
 632                 add_bw_sample(td, idx);
 633
 634                 if ((td_rw(td) || td_write(td)) && idx == DDIR_WRITE)
 635                         log_io_piece(td, io_u);
 636
 637                 icd->bytes_done[idx] += bytes;
 638         } else
 639                 icd->error = io_u->error;
 640 }
 641
 642 static void ios_completed(struct thread_data *td,struct io_completion_data *icd)
 643 {
 644         struct io_u *io_u;
 645         int i;
 646
 647         icd->error = 0;
 648         icd->bytes_done[0] = icd->bytes_done[1] = 0;
 649
 650         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
 651                 io_u = td->io_ops->event(td, i);
 652
 653                 io_completed(td, io_u, icd);
 654                 put_io_u(td, io_u);
 655         }
 656 }
 657
 658 /*
 659  * When job exits, we can cancel the in-flight IO if we are using async
 660  * io. Attempt to do so.
 661  */
 662 static void cleanup_pending_aio(struct thread_data *td)
 663 {
 664         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0};
 665         struct list_head *entry, *n;
 666         struct io_completion_data icd;
 667         struct io_u *io_u;
 668         int r;
 669
 670         /*
 671          * get immediately available events, if any
 672          */
 673         r = io_u_getevents(td, 0, td->cur_depth, &ts);
 674         if (r > 0) {
 675                 icd.nr = r;
 676                 ios_completed(td, &icd);
 677         }
 678
 679         /*
 680          * now cancel remaining active events
 681          */
 682         if (td->io_ops->cancel) {
 683                 list_for_each_safe(entry, n, &td->io_u_busylist) {
 684                         io_u = list_entry(entry, struct io_u, list);
 685
 686                         r = td->io_ops->cancel(td, io_u);
 687                         if (!r)
 688                                 put_io_u(td, io_u);
 689                 }
 690         }
 691
 692         if (td->cur_depth) {
 693                 r = io_u_getevents(td, td->cur_depth, td->cur_depth, NULL);
 694                 if (r > 0) {
 695                         icd.nr = r;
 696                         ios_completed(td, &icd);
 697                 }
 698         }
 699 }
 700
 701 static int do_io_u_verify(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 702 {
 703         struct io_u *v_io_u = *io_u;
 704         int ret = 0;
 705
 706         if (v_io_u) {
 707                 ret = verify_io_u(v_io_u);
 708                 put_io_u(td, v_io_u);
 709                 *io_u = NULL;
 710         }
 711
 712         return ret;
 713 }
 714
 715 /*
 716  * The main verify engine. Runs over the writes we previusly submitted,
 717  * reads the blocks back in, and checks the crc/md5 of the data.
 718  */
 719 static void do_verify(struct thread_data *td)
 720 {
 721         struct timeval t;
 722         struct io_u *io_u, *v_io_u = NULL;
 723         struct io_completion_data icd;
 724         struct fio_file *f;
 725         int ret;
 726
 727         td_set_runstate(td, TD_VERIFYING);
 728
 729         do {
 730                 if (td->terminate)
 731                         break;
 732
 733                 gettimeofday(&t, NULL);
 734                 if (runtime_exceeded(td, &t))
 735                         break;
 736
 737                 io_u = __get_io_u(td);
 738                 if (!io_u)
 739                         break;
 740
 741                 if (get_next_verify(td, io_u)) {
 742                         put_io_u(td, io_u);
 743                         break;
 744                 }
 745
 746                 f = get_next_file(td);
 747                 if (!f)
 748                         break;
 749
 750                 io_u->file = f;
 751
 752                 if (td_io_prep(td, io_u)) {
 753                         put_io_u(td, io_u);
 754                         break;
 755                 }
 756
 757                 ret = io_u_queue(td, io_u);
 758                 if (ret) {
 759                         put_io_u(td, io_u);
 760                         td_verror(td, ret);
 761                         break;
 762                 }
 763
 764                 /*
 765                  * we have one pending to verify, do that while
 766                  * we are doing io on the next one
 767                  */
 768                 if (do_io_u_verify(td, &v_io_u))
 769                         break;
 770
 771                 ret = io_u_getevents(td, 1, 1, NULL);
 772                 if (ret != 1) {
 773                         if (ret < 0)
 774                                 td_verror(td, ret);
 775                         break;
 776                 }
 777
 778                 v_io_u = td->io_ops->event(td, 0);
 779                 icd.nr = 1;
 780                 icd.error = 0;
 781                 io_completed(td, v_io_u, &icd);
 782
 783                 if (icd.error) {
 784                         td_verror(td, icd.error);
 785                         put_io_u(td, v_io_u);
 786                         v_io_u = NULL;
 787                         break;
 788                 }
 789
 790                 /*
 791                  * if we can't submit more io, we need to verify now
 792                  */
 793                 if (queue_full(td) && do_io_u_verify(td, &v_io_u))
 794                         break;
 795
 796         } while (1);
 797
 798         do_io_u_verify(td, &v_io_u);
 799
 800         if (td->cur_depth)
 801                 cleanup_pending_aio(td);
 802
 803         td_set_runstate(td, TD_RUNNING);
 804 }
 805
 806 /*
 807  * Not really an io thread, all it does is burn CPU cycles in the specified
 808  * manner.
 809  */
 810 static void do_cpuio(struct thread_data *td)
 811 {
 812         struct timeval e;
 813         int split = 100 / td->cpuload;
 814         int i = 0;
 815
 816         while (!td->terminate) {
 817                 gettimeofday(&e, NULL);
 818
 819                 if (runtime_exceeded(td, &e))
 820                         break;
 821
 822                 if (!(i % split))
 823                         __usec_sleep(10000);
 824                 else
 825                         usec_sleep(td, 10000);
 826
 827                 i++;
 828         }
 829 }
 830
 831 /*
 832  * Main IO worker function. It retrieves io_u's to process and queues
 833  * and reaps them, checking for rate and errors along the way.
 834  */
 835 static void do_io(struct thread_data *td)
 836 {
 837         struct io_completion_data icd;
 838         struct timeval s, e;
 839         unsigned long usec;
 840         struct fio_file *f;
 841         int i;
 842
 843         td_set_runstate(td, TD_RUNNING);
 844
 845         while (td->this_io_bytes[td->ddir] < td->io_size) {
 846                 struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0};
 847                 struct timespec *timeout;
 848                 int ret, min_evts = 0;
 849                 struct io_u *io_u;
 850
 851                 if (td->terminate)
 852                         break;
 853
 854                 f = get_next_file(td);
 855                 if (!f)
 856                         break;
 857
 858                 io_u = get_io_u(td, f);
 859                 if (!io_u)
 860                         break;
 861
 862                 memcpy(&s, &io_u->start_time, sizeof(s));
 863
 864                 ret = io_u_queue(td, io_u);
 865                 if (ret) {
 866                         put_io_u(td, io_u);
 867                         td_verror(td, ret);
 868                         break;
 869                 }
 870
 871                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, mtime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time));
 872
 873                 if (td->cur_depth < td->iodepth) {
 874                         timeout = &ts;
 875                         min_evts = 0;
 876                 } else {
 877                         timeout = NULL;
 878                         min_evts = 1;
 879                 }
 880
 881                 ret = io_u_getevents(td, min_evts, td->cur_depth, timeout);
 882                 if (ret < 0) {
 883                         td_verror(td, ret);
 884                         break;
 885                 } else if (!ret)
 886                         continue;
 887
 888                 icd.nr = ret;
 889                 ios_completed(td, &icd);
 890                 if (icd.error) {
 891                         td_verror(td, icd.error);
 892                         break;
 893                 }
 894
 895                 /*
 896                  * the rate is batched for now, it should work for batches
 897                  * of completions except the very first one which may look
 898                  * a little bursty
 899                  */
 900                 gettimeofday(&e, NULL);
 901                 usec = utime_since(&s, &e);
 902
 903                 rate_throttle(td, usec, icd.bytes_done[td->ddir]);
 904
 905                 if (check_min_rate(td, &e)) {
 906                         td_verror(td, ENOMEM);
 907                         break;
 908                 }
 909
 910                 if (runtime_exceeded(td, &e))
 911                         break;
 912
 913                 if (td->thinktime)
 914                         usec_sleep(td, td->thinktime);
 915
 916                 if (should_fsync(td) && td->fsync_blocks &&
 917                     (td->io_blocks[DDIR_WRITE] % td->fsync_blocks) == 0)
 918                         td_io_sync(td, f);
 919         }
 920
 921         if (td->cur_depth)
 922                 cleanup_pending_aio(td);
 923
 924         if (should_fsync(td) && td->end_fsync) {
 925                 td_set_runstate(td, TD_FSYNCING);
 926                 for_each_file(td, f, i)
 927                         td_io_sync(td, f);
 928         }
 929 }
 930
 931 static int init_io(struct thread_data *td)
 932 {
 933         if (td->io_ops->init)
 934                 return td->io_ops->init(td);
 935
 936         return 0;
 937 }
 938
 939 static void cleanup_io_u(struct thread_data *td)
 940 {
 941         struct list_head *entry, *n;
 942         struct io_u *io_u;
 943
 944         list_for_each_safe(entry, n, &td->io_u_freelist) {
 945                 io_u = list_entry(entry, struct io_u, list);
 946
 947                 list_del(&io_u->list);
 948                 free(io_u);
 949         }
 950
 951         if (td->mem_type == MEM_MALLOC)
 952                 free(td->orig_buffer);
 953         else if (td->mem_type == MEM_SHM) {
 954                 struct shmid_ds sbuf;
 955
 956                 shmdt(td->orig_buffer);
 957                 shmctl(td->shm_id, IPC_RMID, &sbuf);
 958         } else if (td->mem_type == MEM_MMAP)
 959                 munmap(td->orig_buffer, td->orig_buffer_size);
 960         else
 961                 log_err("Bad memory type %d\n", td->mem_type);
 962
 963         td->orig_buffer = NULL;
 964 }
 965
 966 static int init_io_u(struct thread_data *td)
 967 {
 968         struct io_u *io_u;
 969         int i, max_units;
 970         char *p;
 971
 972         if (td->io_ops->flags & FIO_CPUIO)
 973                 return 0;
 974
 975         if (td->io_ops->flags & FIO_SYNCIO)
 976                 max_units = 1;
 977         else
 978                 max_units = td->iodepth;
 979
 980         td->orig_buffer_size = td->max_bs * max_units + MASK;
 981
 982         if (td->mem_type == MEM_MALLOC)
 983                 td->orig_buffer = malloc(td->orig_buffer_size);
 984         else if (td->mem_type == MEM_SHM) {
 985                 td->shm_id = shmget(IPC_PRIVATE, td->orig_buffer_size, IPC_CREAT | 0600);
 986                 if (td->shm_id < 0) {
 987                         td_verror(td, errno);
 988                         perror("shmget");
 989                         return 1;
 990                 }
 991
 992                 td->orig_buffer = shmat(td->shm_id, NULL, 0);
 993                 if (td->orig_buffer == (void *) -1) {
 994                         td_verror(td, errno);
 995                         perror("shmat");
 996                         td->orig_buffer = NULL;
 997                         return 1;
 998                 }
 999         } else if (td->mem_type == MEM_MMAP) {
1000                 td->orig_buffer = mmap(NULL, td->orig_buffer_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | OS_MAP_ANON, 0, 0);
1001                 if (td->orig_buffer == MAP_FAILED) {
1002                         td_verror(td, errno);
1003                         perror("mmap");
1004                         td->orig_buffer = NULL;
1005                         return 1;
1006                 }
1007         }
1008
1009         p = ALIGN(td->orig_buffer);
1010         for (i = 0; i < max_units; i++) {
1011                 io_u = malloc(sizeof(*io_u));
1012                 memset(io_u, 0, sizeof(*io_u));
1013                 INIT_LIST_HEAD(&io_u->list);
1014
1015                 io_u->buf = p + td->max_bs * i;
1016                 io_u->index = i;
1017                 list_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
1018         }
1019
1020         return 0;
1021 }
1022
1023 static int switch_ioscheduler(struct thread_data *td)
1024 {
1025         char tmp[256], tmp2[128];
1026         FILE *f;
1027         int ret;
1028
1029         sprintf(tmp, "%s/queue/scheduler", td->sysfs_root);
1030
1031         f = fopen(tmp, "r+");
1032         if (!f) {
1033                 td_verror(td, errno);
1034                 return 1;
1035         }
1036
1037         /*
1038          * Set io scheduler.
1039          */
1040         ret = fwrite(td->ioscheduler, strlen(td->ioscheduler), 1, f);
1041         if (ferror(f) || ret != 1) {
1042                 td_verror(td, errno);
1043                 fclose(f);
1044                 return 1;
1045         }
1046
1047         rewind(f);
1048
1049         /*
1050          * Read back and check that the selected scheduler is now the default.
1051          */
1052         ret = fread(tmp, 1, sizeof(tmp), f);
1053         if (ferror(f) || ret < 0) {
1054                 td_verror(td, errno);
1055                 fclose(f);
1056                 return 1;
1057         }
1058
1059         sprintf(tmp2, "[%s]", td->ioscheduler);
1060         if (!strstr(tmp, tmp2)) {
1061                 log_err("fio: io scheduler %s not found\n", td->ioscheduler);
1062                 td_verror(td, EINVAL);
1063                 fclose(f);
1064                 return 1;
1065         }
1066
1067         fclose(f);
1068         return 0;
1069 }
1070
1071 static void clear_io_state(struct thread_data *td)
1072 {
1073         struct fio_file *f;
1074         int i;
1075
1076         td->stat_io_bytes[0] = td->stat_io_bytes[1] = 0;
1077         td->this_io_bytes[0] = td->this_io_bytes[1] = 0;
1078         td->zone_bytes = 0;
1079
1080         for_each_file(td, f, i) {
1081                 f->last_pos = 0;
1082                 if (td->io_ops->flags & FIO_SYNCIO)
1083                         lseek(f->fd, SEEK_SET, 0);
1084
1085                 if (f->file_map)
1086                         memset(f->file_map, 0, f->num_maps * sizeof(long));
1087         }
1088 }
1089
1090 /*
1091  * Entry point for the thread based jobs. The process based jobs end up
1092  * here as well, after a little setup.
1093  */
1094 static void *thread_main(void *data)
1095 {
1096         struct thread_data *td = data;
1097
1098         if (!td->use_thread)
1099                 setsid();
1100
1101         td->pid = getpid();
1102
1103         INIT_LIST_HEAD(&td->io_u_freelist);
1104         INIT_LIST_HEAD(&td->io_u_busylist);
1105         INIT_LIST_HEAD(&td->io_hist_list);
1106         INIT_LIST_HEAD(&td->io_log_list);
1107
1108         if (init_io_u(td))
1109                 goto err;
1110
1111         if (fio_setaffinity(td) == -1) {
1112                 td_verror(td, errno);
1113                 goto err;
1114         }
1115
1116         if (init_io(td))
1117                 goto err;
1118
1119         if (init_iolog(td))
1120                 goto err;
1121
1122         if (td->ioprio) {
1123                 if (ioprio_set(IOPRIO_WHO_PROCESS, 0, td->ioprio) == -1) {
1124                         td_verror(td, errno);
1125                         goto err;
1126                 }
1127         }
1128
1129         if (nice(td->nice) == -1) {
1130                 td_verror(td, errno);
1131                 goto err;
1132         }
1133
1134         if (init_random_state(td))
1135                 goto err;
1136
1137         if (td->ioscheduler && switch_ioscheduler(td))
1138                 goto err;
1139
1140         td_set_runstate(td, TD_INITIALIZED);
1141         fio_sem_up(&startup_sem);
1142         fio_sem_down(&td->mutex);
1143
1144         if (!td->create_serialize && setup_files(td))
1145                 goto err;
1146
1147         gettimeofday(&td->epoch, NULL);
1148
1149         if (td->exec_prerun)
1150                 system(td->exec_prerun);
1151
1152         while (td->loops--) {
1153                 getrusage(RUSAGE_SELF, &td->ru_start);
1154                 gettimeofday(&td->start, NULL);
1155                 memcpy(&td->stat_sample_time, &td->start, sizeof(td->start));
1156
1157                 if (td->ratemin)
1158                         memcpy(&td->lastrate, &td->stat_sample_time, sizeof(td->lastrate));
1159
1160                 clear_io_state(td);
1161                 prune_io_piece_log(td);
1162
1163                 if (td->io_ops->flags & FIO_CPUIO)
1164                         do_cpuio(td);
1165                 else
1166                         do_io(td);
1167
1168                 td->runtime[td->ddir] += mtime_since_now(&td->start);
1169                 if (td_rw(td) && td->io_bytes[td->ddir ^ 1])
1170                         td->runtime[td->ddir ^ 1] = td->runtime[td->ddir];
1171
1172                 update_rusage_stat(td);
1173
1174                 if (td->error || td->terminate)
1175                         break;
1176
1177                 if (td->verify == VERIFY_NONE)
1178                         continue;
1179
1180                 clear_io_state(td);
1181                 gettimeofday(&td->start, NULL);
1182
1183                 do_verify(td);
1184
1185                 td->runtime[DDIR_READ] += mtime_since_now(&td->start);
1186
1187                 if (td->error || td->terminate)
1188                         break;
1189         }
1190
1191         if (td->bw_log)
1192                 finish_log(td, td->bw_log, "bw");
1193         if (td->slat_log)
1194                 finish_log(td, td->slat_log, "slat");
1195         if (td->clat_log)
1196                 finish_log(td, td->clat_log, "clat");
1197         if (td->write_iolog)
1198                 write_iolog_close(td);
1199         if (td->exec_postrun)
1200                 system(td->exec_postrun);
1201
1202         if (exitall_on_terminate)
1203                 terminate_threads(td->groupid);
1204
1205 err:
1206         close_files(td);
1207         close_ioengine(td);
1208         cleanup_io_u(td);
1209         td_set_runstate(td, TD_EXITED);
1210         return NULL;
1211
1212 }
1213
1214 /*
1215  * We cannot pass the td data into a forked process, so attach the td and
1216  * pass it to the thread worker.
1217  */
1218 static void *fork_main(int shmid, int offset)
1219 {
1220         struct thread_data *td;
1221         void *data;
1222
1223         data = shmat(shmid, NULL, 0);
1224         if (data == (void *) -1) {
1225                 perror("shmat");
1226                 return NULL;
1227         }
1228
1229         td = data + offset * sizeof(struct thread_data);
1230         thread_main(td);
1231         shmdt(data);
1232         return NULL;
1233 }
1234
1235 /*
1236  * Sets the status of the 'td' in the printed status map.
1237  */
1238 static void check_str_update(struct thread_data *td)
1239 {
1240         char c = run_str[td->thread_number - 1];
1241
1242         switch (td->runstate) {
1243                 case TD_REAPED:
1244                         c = '_';
1245                         break;
1246                 case TD_EXITED:
1247                         c = 'E';
1248                         break;
1249                 case TD_RUNNING:
1250                         if (td_rw(td)) {
1251                                 if (td->sequential)
1252                                         c = 'M';
1253                                 else
1254                                         c = 'm';
1255                         } else if (td_read(td)) {
1256                                 if (td->sequential)
1257                                         c = 'R';
1258                                 else
1259                                         c = 'r';
1260                         } else {
1261                                 if (td->sequential)
1262                                         c = 'W';
1263                                 else
1264                                         c = 'w';
1265                         }
1266                         break;
1267                 case TD_VERIFYING:
1268                         c = 'V';
1269                         break;
1270                 case TD_FSYNCING:
1271                         c = 'F';
1272                         break;
1273                 case TD_CREATED:
1274                         c = 'C';
1275                         break;
1276                 case TD_INITIALIZED:
1277                         c = 'I';
1278                         break;
1279                 case TD_NOT_CREATED:
1280                         c = 'P';
1281                         break;
1282                 default:
1283                         log_err("state %d\n", td->runstate);
1284         }
1285
1286         run_str[td->thread_number - 1] = c;
1287 }
1288
1289 /*
1290  * Convert seconds to a printable string.
1291  */
1292 static void eta_to_str(char *str, int eta_sec)
1293 {
1294         unsigned int d, h, m, s;
1295         static int always_d, always_h;
1296
1297         d = h = m = s = 0;
1298
1299         s = eta_sec % 60;
1300         eta_sec /= 60;
1301         m = eta_sec % 60;
1302         eta_sec /= 60;
1303         h = eta_sec % 24;
1304         eta_sec /= 24;
1305         d = eta_sec;
1306
1307         if (d || always_d) {
1308                 always_d = 1;
1309                 str += sprintf(str, "%02dd:", d);
1310         }
1311         if (h || always_h) {
1312                 always_h = 1;
1313                 str += sprintf(str, "%02dh:", h);
1314         }
1315
1316         str += sprintf(str, "%02dm:", m);
1317         str += sprintf(str, "%02ds", s);
1318 }
1319
1320 /*
1321  * Best effort calculation of the estimated pending runtime of a job.
1322  */
1323 static int thread_eta(struct thread_data *td, unsigned long elapsed)
1324 {
1325         unsigned long long bytes_total, bytes_done;
1326         unsigned int eta_sec = 0;
1327
1328         bytes_total = td->total_io_size;
1329
1330         /*
1331          * if writing, bytes_total will be twice the size. If mixing,
1332          * assume a 50/50 split and thus bytes_total will be 50% larger.
1333          */
1334         if (td->verify) {
1335                 if (td_rw(td))
1336                         bytes_total = bytes_total * 3 / 2;
1337                 else
1338                         bytes_total <<= 1;
1339         }
1340         if (td->zone_size && td->zone_skip)
1341                 bytes_total /= (td->zone_skip / td->zone_size);
1342
1343         if (td->runstate == TD_RUNNING || td->runstate == TD_VERIFYING) {
1344                 double perc;
1345
1346                 bytes_done = td->io_bytes[DDIR_READ] + td->io_bytes[DDIR_WRITE];
1347                 perc = (double) bytes_done / (double) bytes_total;
1348                 if (perc > 1.0)
1349                         perc = 1.0;
1350
1351                 eta_sec = (elapsed * (1.0 / perc)) - elapsed;
1352
1353                 if (td->timeout && eta_sec > (td->timeout - elapsed))
1354                         eta_sec = td->timeout - elapsed;
1355         } else if (td->runstate == TD_NOT_CREATED || td->runstate == TD_CREATED
1356                         || td->runstate == TD_INITIALIZED) {
1357                 int t_eta = 0, r_eta = 0;
1358
1359                 /*
1360                  * We can only guess - assume it'll run the full timeout
1361                  * if given, otherwise assume it'll run at the specified rate.
1362                  */
1363                 if (td->timeout)
1364                         t_eta = td->timeout + td->start_delay - elapsed;
1365                 if (td->rate) {
1366                         r_eta = (bytes_total / 1024) / td->rate;
1367                         r_eta += td->start_delay - elapsed;
1368                 }
1369
1370                 if (r_eta && t_eta)
1371                         eta_sec = min(r_eta, t_eta);
1372                 else if (r_eta)
1373                         eta_sec = r_eta;
1374                 else if (t_eta)
1375                         eta_sec = t_eta;
1376                 else
1377                         eta_sec = 0;
1378         } else {
1379                 /*
1380                  * thread is already done or waiting for fsync
1381                  */
1382                 eta_sec = 0;
1383         }
1384
1385         return eta_sec;
1386 }
1387
1388 /*
1389  * Print status of the jobs we know about. This includes rate estimates,
1390  * ETA, thread state, etc.
1391  */
1392 static void print_thread_status(void)
1393 {
1394         unsigned long elapsed = time_since_now(&genesis);
1395         int i, nr_running, nr_pending, t_rate, m_rate, *eta_secs, eta_sec;
1396         char eta_str[32];
1397         double perc = 0.0;
1398
1399         if (temp_stall_ts || terse_output)
1400                 return;
1401
1402         eta_secs = malloc(thread_number * sizeof(int));
1403         memset(eta_secs, 0, thread_number * sizeof(int));
1404
1405         nr_pending = nr_running = t_rate = m_rate = 0;
1406         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1407                 struct thread_data *td = &threads[i];
1408
1409                 if (td->runstate == TD_RUNNING || td->runstate == TD_VERIFYING||
1410                     td->runstate == TD_FSYNCING) {
1411                         nr_running++;
1412                         t_rate += td->rate;
1413                         m_rate += td->ratemin;
1414                 } else if (td->runstate < TD_RUNNING)
1415                         nr_pending++;
1416
1417                 if (elapsed >= 3)
1418                         eta_secs[i] = thread_eta(td, elapsed);
1419                 else
1420                         eta_secs[i] = INT_MAX;
1421
1422                 check_str_update(td);
1423         }
1424
1425         if (exitall_on_terminate)
1426                 eta_sec = INT_MAX;
1427         else
1428                 eta_sec = 0;
1429
1430         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1431                 if (exitall_on_terminate) {
1432                         if (eta_secs[i] < eta_sec)
1433                                 eta_sec = eta_secs[i];
1434                 } else {
1435                         if (eta_secs[i] > eta_sec)
1436                                 eta_sec = eta_secs[i];
1437                 }
1438         }
1439
1440         if (eta_sec != INT_MAX && elapsed) {
1441                 perc = (double) elapsed / (double) (elapsed + eta_sec);
1442                 eta_to_str(eta_str, eta_sec);
1443         }
1444
1445         if (!nr_running && !nr_pending)
1446                 return;
1447
1448         printf("Threads running: %d", nr_running);
1449         if (m_rate || t_rate)
1450                 printf(", commitrate %d/%dKiB/sec", t_rate, m_rate);
1451         if (eta_sec != INT_MAX && nr_running) {
1452                 perc *= 100.0;
1453                 printf(": [%s] [%3.2f%% done] [eta %s]", run_str, perc,eta_str);
1454         }
1455         printf("\r");
1456         fflush(stdout);
1457         free(eta_secs);
1458 }
1459
1460 /*
1461  * Run over the job map and reap the threads that have exited, if any.
1462  */
1463 static void reap_threads(int *nr_running, int *t_rate, int *m_rate)
1464 {
1465         int i, cputhreads;
1466
1467         /*
1468          * reap exited threads (TD_EXITED -> TD_REAPED)
1469          */
1470         for (i = 0, cputhreads = 0; i < thread_number; i++) {
1471                 struct thread_data *td = &threads[i];
1472
1473                 if (td->io_ops->flags & FIO_CPUIO)
1474                         cputhreads++;
1475
1476                 if (td->runstate != TD_EXITED)
1477                         continue;
1478
1479                 td_set_runstate(td, TD_REAPED);
1480
1481                 if (td->use_thread) {
1482                         long ret;
1483
1484                         if (pthread_join(td->thread, (void *) &ret))
1485                                 perror("thread_join");
1486                 } else
1487                         waitpid(td->pid, NULL, 0);
1488
1489                 (*nr_running)--;
1490                 (*m_rate) -= td->ratemin;
1491                 (*t_rate) -= td->rate;
1492         }
1493
1494         if (*nr_running == cputhreads)
1495                 terminate_threads(TERMINATE_ALL);
1496 }
1497
1498 static void fio_unpin_memory(void *pinned)
1499 {
1500         if (pinned) {
1501                 if (munlock(pinned, mlock_size) < 0)
1502                         perror("munlock");
1503                 munmap(pinned, mlock_size);
1504         }
1505 }
1506
1507 static void *fio_pin_memory(void)
1508 {
1509         unsigned long long phys_mem;
1510         void *ptr;
1511
1512         if (!mlock_size)
1513                 return NULL;
1514
1515         /*
1516          * Don't allow mlock of more than real_mem-128MB
1517          */
1518         phys_mem = os_phys_mem();
1519         if (phys_mem) {
1520                 if ((mlock_size + 128 * 1024 * 1024) > phys_mem) {
1521                         mlock_size = phys_mem - 128 * 1024 * 1024;
1522                         fprintf(f_out, "fio: limiting mlocked memory to %lluMiB\n", mlock_size >> 20);
1523                 }
1524         }
1525
1526         ptr = mmap(NULL, mlock_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | OS_MAP_ANON, 0, 0);
1527         if (!ptr) {
1528                 perror("malloc locked mem");
1529                 return NULL;
1530         }
1531         if (mlock(ptr, mlock_size) < 0) {
1532                 munmap(ptr, mlock_size);
1533                 perror("mlock");
1534                 return NULL;
1535         }
1536
1537         return ptr;
1538 }
1539
1540 /*
1541  * Main function for kicking off and reaping jobs, as needed.
1542  */
1543 static void run_threads(void)
1544 {
1545         struct thread_data *td;
1546         unsigned long spent;
1547         int i, todo, nr_running, m_rate, t_rate, nr_started;
1548         void *mlocked_mem;
1549
1550         mlocked_mem = fio_pin_memory();
1551
1552         if (!terse_output) {
1553                 printf("Starting %d thread%s\n", thread_number, thread_number > 1 ? "s" : "");
1554                 fflush(stdout);
1555         }
1556
1557         signal(SIGINT, sig_handler);
1558         signal(SIGALRM, sig_handler);
1559
1560         todo = thread_number;
1561         nr_running = 0;
1562         nr_started = 0;
1563         m_rate = t_rate = 0;
1564
1565         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1566                 td = &threads[i];
1567
1568                 run_str[td->thread_number - 1] = 'P';
1569
1570                 init_disk_util(td);
1571
1572                 if (!td->create_serialize)
1573                         continue;
1574
1575                 /*
1576                  * do file setup here so it happens sequentially,
1577                  * we don't want X number of threads getting their
1578                  * client data interspersed on disk
1579                  */
1580                 if (setup_files(td)) {
1581                         td_set_runstate(td, TD_REAPED);
1582                         todo--;
1583                 }
1584         }
1585
1586         gettimeofday(&genesis, NULL);
1587
1588         while (todo) {
1589                 struct thread_data *map[MAX_JOBS];
1590                 struct timeval this_start;
1591                 int this_jobs = 0, left;
1592
1593                 /*
1594                  * create threads (TD_NOT_CREATED -> TD_CREATED)
1595                  */
1596                 for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1597                         td = &threads[i];
1598
1599                         if (td->runstate != TD_NOT_CREATED)
1600                                 continue;
1601
1602                         /*
1603                          * never got a chance to start, killed by other
1604                          * thread for some reason
1605                          */
1606                         if (td->terminate) {
1607                                 todo--;
1608                                 continue;
1609                         }
1610
1611                         if (td->start_delay) {
1612                                 spent = mtime_since_now(&genesis);
1613
1614                                 if (td->start_delay * 1000 > spent)
1615                                         continue;
1616                         }
1617
1618                         if (td->stonewall && (nr_started || nr_running))
1619                                 break;
1620
1621                         /*
1622                          * Set state to created. Thread will transition
1623                          * to TD_INITIALIZED when it's done setting up.
1624                          */
1625                         td_set_runstate(td, TD_CREATED);
1626                         map[this_jobs++] = td;
1627                         fio_sem_init(&startup_sem, 1);
1628                         nr_started++;
1629
1630                         if (td->use_thread) {
1631                                 if (pthread_create(&td->thread, NULL, thread_main, td)) {
1632                                         perror("thread_create");
1633                                         nr_started--;
1634                                 }
1635                         } else {
1636                                 if (fork())
1637                                         fio_sem_down(&startup_sem);
1638                                 else {
1639                                         fork_main(shm_id, i);
1640                                         exit(0);
1641                                 }
1642                         }
1643                 }
1644
1645                 /*
1646                  * Wait for the started threads to transition to
1647                  * TD_INITIALIZED.
1648                  */
1649                 gettimeofday(&this_start, NULL);
1650                 left = this_jobs;
1651                 while (left) {
1652                         if (mtime_since_now(&this_start) > JOB_START_TIMEOUT)
1653                                 break;
1654
1655                         usleep(100000);
1656
1657                         for (i = 0; i < this_jobs; i++) {
1658                                 td = map[i];
1659                                 if (!td)
1660                                         continue;
1661                                 if (td->runstate == TD_INITIALIZED) {
1662                                         map[i] = NULL;
1663                                         left--;
1664                                 } else if (td->runstate >= TD_EXITED) {
1665                                         map[i] = NULL;
1666                                         left--;
1667                                         todo--;
1668                                         nr_running++; /* work-around... */
1669                                 }
1670                         }
1671                 }
1672
1673                 if (left) {
1674                         log_err("fio: %d jobs failed to start\n", left);
1675                         for (i = 0; i < this_jobs; i++) {
1676                                 td = map[i];
1677                                 if (!td)
1678                                         continue;
1679                                 kill(td->pid, SIGTERM);
1680                         }
1681                         break;
1682                 }
1683
1684                 /*
1685                  * start created threads (TD_INITIALIZED -> TD_RUNNING).
1686                  */
1687                 for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1688                         td = &threads[i];
1689
1690                         if (td->runstate != TD_INITIALIZED)
1691                                 continue;
1692
1693                         td_set_runstate(td, TD_RUNNING);
1694                         nr_running++;
1695                         nr_started--;
1696                         m_rate += td->ratemin;
1697                         t_rate += td->rate;
1698                         todo--;
1699                         fio_sem_up(&td->mutex);
1700                 }
1701
1702                 reap_threads(&nr_running, &t_rate, &m_rate);
1703
1704                 if (todo)
1705                         usleep(100000);
1706         }
1707
1708         while (nr_running) {
1709                 reap_threads(&nr_running, &t_rate, &m_rate);
1710                 usleep(10000);
1711         }
1712
1713         update_io_ticks();
1714         fio_unpin_memory(mlocked_mem);
1715 }
1716
1717 int main(int argc, char *argv[])
1718 {
1719         if (parse_options(argc, argv))
1720                 return 1;
1721
1722         if (!thread_number) {
1723                 log_err("Nothing to do\n");
1724                 return 1;
1725         }
1726
1727         disk_util_timer_arm();
1728
1729         run_threads();
1730         show_run_stats();
1731
1732         return 0;
1733 }