fio.c

   1 /*
   2  * fio - the flexible io tester
   3  *
   4  * Copyright (C) 2005 Jens Axboe <axboe@suse.de>
   5  *
   6  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  *  (at your option) any later version.
  10  *
  11  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  *  GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  18  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  19  *
  20  */
  21 #include <stdio.h>
  22 #include <stdlib.h>
  23 #include <unistd.h>
  24 #include <fcntl.h>
  25 #include <string.h>
  26 #include <errno.h>
  27 #include <signal.h>
  28 #include <time.h>
  29 #include <math.h>
  30 #include <assert.h>
  31 #include <dirent.h>
  32 #include <libgen.h>
  33 #include <sys/types.h>
  34 #include <sys/stat.h>
  35 #include <sys/wait.h>
  36 #include <sys/ipc.h>
  37 #include <sys/shm.h>
  38 #include <sys/ioctl.h>
  39 #include <sys/mman.h>
  40
  41 #include "fio.h"
  42 #include "os.h"
  43
  44 #define MASK    (4095)
  45
  46 #define ALIGN(buf)      (char *) (((unsigned long) (buf) + MASK) & ~(MASK))
  47
  48 int groupid = 0;
  49 int thread_number = 0;
  50 static char run_str[MAX_JOBS + 1];
  51 int shm_id = 0;
  52 static LIST_HEAD(disk_list);
  53 static struct itimerval itimer;
  54 static struct timeval genesis;
  55
  56 static void update_io_ticks(void);
  57 static void disk_util_timer_arm(void);
  58 static void print_thread_status(void);
  59
  60 /*
  61  * thread life cycle
  62  */
  63 enum {
  64         TD_NOT_CREATED = 0,
  65         TD_CREATED,
  66         TD_RUNNING,
  67         TD_VERIFYING,
  68         TD_EXITED,
  69         TD_REAPED,
  70 };
  71
  72 #define should_fsync(td)        (td_write(td) && (!(td)->odirect || (td)->override_sync))
  73
  74 static sem_t startup_sem;
  75
  76 #define TERMINATE_ALL           (-1)
  77
  78 static void terminate_threads(int group_id)
  79 {
  80         int i;
  81
  82         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
  83                 struct thread_data *td = &threads[i];
  84
  85                 if (group_id == TERMINATE_ALL || groupid == td->groupid) {
  86                         td->terminate = 1;
  87                         td->start_delay = 0;
  88                 }
  89         }
  90 }
  91
  92 static void sig_handler(int sig)
  93 {
  94         switch (sig) {
  95                 case SIGALRM:
  96                         update_io_ticks();
  97                         disk_util_timer_arm();
  98                         print_thread_status();
  99                         break;
 100                 default:
 101                         printf("\nfio: terminating on signal\n");
 102                         fflush(stdout);
 103                         terminate_threads(TERMINATE_ALL);
 104                         break;
 105         }
 106 }
 107
 108 static unsigned long utime_since(struct timeval *s, struct timeval *e)
 109 {
 110         double sec, usec;
 111
 112         sec = e->tv_sec - s->tv_sec;
 113         usec = e->tv_usec - s->tv_usec;
 114         if (sec > 0 && usec < 0) {
 115                 sec--;
 116                 usec += 1000000;
 117         }
 118
 119         sec *= (double) 1000000;
 120
 121         return sec + usec;
 122 }
 123
 124 static unsigned long utime_since_now(struct timeval *s)
 125 {
 126         struct timeval t;
 127
 128         gettimeofday(&t, NULL);
 129         return utime_since(s, &t);
 130 }
 131
 132 static unsigned long mtime_since(struct timeval *s, struct timeval *e)
 133 {
 134         double sec, usec;
 135
 136         sec = e->tv_sec - s->tv_sec;
 137         usec = e->tv_usec - s->tv_usec;
 138         if (sec > 0 && usec < 0) {
 139                 sec--;
 140                 usec += 1000000;
 141         }
 142
 143         sec *= (double) 1000;
 144         usec /= (double) 1000;
 145
 146         return sec + usec;
 147 }
 148
 149 static unsigned long mtime_since_now(struct timeval *s)
 150 {
 151         struct timeval t;
 152
 153         gettimeofday(&t, NULL);
 154         return mtime_since(s, &t);
 155 }
 156
 157 static inline unsigned long msec_now(struct timeval *s)
 158 {
 159         return s->tv_sec * 1000 + s->tv_usec / 1000;
 160 }
 161
 162 static unsigned long time_since_now(struct timeval *s)
 163 {
 164         return mtime_since_now(s) / 1000;
 165 }
 166
 167 static int random_map_free(struct thread_data *td, unsigned long long block)
 168 {
 169         unsigned int idx = RAND_MAP_IDX(td, block);
 170         unsigned int bit = RAND_MAP_BIT(td, block);
 171
 172         return (td->file_map[idx] & (1UL << bit)) == 0;
 173 }
 174
 175 static int get_next_free_block(struct thread_data *td, unsigned long long *b)
 176 {
 177         int i;
 178
 179         *b = 0;
 180         i = 0;
 181         while ((*b) * td->min_bs < td->io_size) {
 182                 if (td->file_map[i] != -1UL) {
 183                         *b += ffz(td->file_map[i]);
 184                         return 0;
 185                 }
 186
 187                 *b += BLOCKS_PER_MAP;
 188                 i++;
 189         }
 190
 191         return 1;
 192 }
 193
 194 static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 195 {
 196         unsigned long block = io_u->offset / td->min_bs;
 197         unsigned int blocks = 0;
 198
 199         while (blocks < (io_u->buflen / td->min_bs)) {
 200                 unsigned int idx, bit;
 201
 202                 if (!random_map_free(td, block))
 203                         break;
 204
 205                 idx = RAND_MAP_IDX(td, block);
 206                 bit = RAND_MAP_BIT(td, block);
 207
 208                 assert(idx < td->num_maps);
 209
 210                 td->file_map[idx] |= (1UL << bit);
 211                 block++;
 212                 blocks++;
 213         }
 214
 215         if ((blocks * td->min_bs) < io_u->buflen)
 216                 io_u->buflen = blocks * td->min_bs;
 217 }
 218
 219 static inline void add_stat_sample(struct io_stat *is, unsigned long val)
 220 {
 221         if (val > is->max_val)
 222                 is->max_val = val;
 223         if (val < is->min_val)
 224                 is->min_val = val;
 225
 226         is->val += val;
 227         is->val_sq += val * val;
 228         is->samples++;
 229 }
 230
 231 static void add_log_sample(struct thread_data *td, struct io_log *iolog,
 232                            unsigned long val, int ddir)
 233 {
 234         if (iolog->nr_samples == iolog->max_samples) {
 235                 int new_size = sizeof(struct io_sample) * iolog->max_samples*2;
 236
 237                 iolog->log = realloc(iolog->log, new_size);
 238                 iolog->max_samples <<= 1;
 239         }
 240
 241         iolog->log[iolog->nr_samples].val = val;
 242         iolog->log[iolog->nr_samples].time = mtime_since_now(&td->epoch);
 243         iolog->log[iolog->nr_samples].ddir = ddir;
 244         iolog->nr_samples++;
 245 }
 246
 247 static void add_clat_sample(struct thread_data *td, int ddir,unsigned long msec)
 248 {
 249         add_stat_sample(&td->clat_stat[ddir], msec);
 250
 251         if (td->clat_log)
 252                 add_log_sample(td, td->clat_log, msec, ddir);
 253 }
 254
 255 static void add_slat_sample(struct thread_data *td, int ddir,unsigned long msec)
 256 {
 257         add_stat_sample(&td->slat_stat[ddir], msec);
 258
 259         if (td->slat_log)
 260                 add_log_sample(td, td->slat_log, msec, ddir);
 261 }
 262
 263 static void add_bw_sample(struct thread_data *td, int ddir)
 264 {
 265         unsigned long spent = mtime_since_now(&td->stat_sample_time[ddir]);
 266         unsigned long rate;
 267
 268         if (spent < td->bw_avg_time)
 269                 return;
 270
 271         rate = (td->this_io_bytes[ddir] - td->stat_io_bytes[ddir]) / spent;
 272         add_stat_sample(&td->bw_stat[ddir], rate);
 273
 274         if (td->bw_log)
 275                 add_log_sample(td, td->bw_log, rate, ddir);
 276
 277         gettimeofday(&td->stat_sample_time[ddir], NULL);
 278         td->stat_io_bytes[ddir] = td->this_io_bytes[ddir];
 279 }
 280
 281 static int get_next_offset(struct thread_data *td, unsigned long long *offset)
 282 {
 283         unsigned long long b, rb;
 284         long r;
 285
 286         if (!td->sequential) {
 287                 unsigned long max_blocks = td->io_size / td->min_bs;
 288                 int loops = 50;
 289
 290                 do {
 291                         lrand48_r(&td->random_state, &r);
 292                         b = ((max_blocks - 1) * r / (RAND_MAX+1.0));
 293                         rb = b + (td->file_offset / td->min_bs);
 294                         loops--;
 295                 } while (!random_map_free(td, rb) && loops);
 296
 297                 if (!loops) {
 298                         if (get_next_free_block(td, &b))
 299                                 return 1;
 300                 }
 301         } else
 302                 b = td->last_pos / td->min_bs;
 303
 304         *offset = (b * td->min_bs) + td->file_offset;
 305         if (*offset > td->real_file_size)
 306                 return 1;
 307
 308         return 0;
 309 }
 310
 311 static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td)
 312 {
 313         unsigned int buflen;
 314         long r;
 315
 316         if (td->min_bs == td->max_bs)
 317                 buflen = td->min_bs;
 318         else {
 319                 lrand48_r(&td->bsrange_state, &r);
 320                 buflen = (1 + (double) (td->max_bs - 1) * r / (RAND_MAX + 1.0));
 321                 buflen = (buflen + td->min_bs - 1) & ~(td->min_bs - 1);
 322         }
 323
 324         if (buflen > td->io_size - td->this_io_bytes[td->ddir])
 325                 buflen = td->io_size - td->this_io_bytes[td->ddir];
 326
 327         return buflen;
 328 }
 329
 330 /*
 331  * busy looping version for the last few usec
 332  */
 333 static void __usec_sleep(unsigned int usec)
 334 {
 335         struct timeval start;
 336
 337         gettimeofday(&start, NULL);
 338         while (utime_since_now(&start) < usec)
 339                 nop;
 340 }
 341
 342 static void usec_sleep(struct thread_data *td, unsigned long usec)
 343 {
 344         struct timespec req, rem;
 345
 346         req.tv_sec = usec / 1000000;
 347         req.tv_nsec = usec * 1000 - req.tv_sec * 1000000;
 348
 349         do {
 350                 if (usec < 5000) {
 351                         __usec_sleep(usec);
 352                         break;
 353                 }
 354
 355                 rem.tv_sec = rem.tv_nsec = 0;
 356                 if (nanosleep(&req, &rem) < 0)
 357                         break;
 358
 359                 if ((rem.tv_sec + rem.tv_nsec) == 0)
 360                         break;
 361
 362                 req.tv_nsec = rem.tv_nsec;
 363                 req.tv_sec = rem.tv_sec;
 364
 365                 usec = rem.tv_sec * 1000000 + rem.tv_nsec / 1000;
 366         } while (!td->terminate);
 367 }
 368
 369 static void rate_throttle(struct thread_data *td, unsigned long time_spent,
 370                           unsigned int bytes)
 371 {
 372         unsigned long usec_cycle;
 373
 374         if (!td->rate)
 375                 return;
 376
 377         usec_cycle = td->rate_usec_cycle * (bytes / td->min_bs);
 378
 379         if (time_spent < usec_cycle) {
 380                 unsigned long s = usec_cycle - time_spent;
 381
 382                 td->rate_pending_usleep += s;
 383                 if (td->rate_pending_usleep >= 100000) {
 384                         usec_sleep(td, td->rate_pending_usleep);
 385                         td->rate_pending_usleep = 0;
 386                 }
 387         } else {
 388                 long overtime = time_spent - usec_cycle;
 389
 390                 td->rate_pending_usleep -= overtime;
 391         }
 392 }
 393
 394 static int check_min_rate(struct thread_data *td, struct timeval *now)
 395 {
 396         unsigned long spent;
 397         unsigned long rate;
 398         int ddir = td->ddir;
 399
 400         /*
 401          * allow a 2 second settle period in the beginning
 402          */
 403         if (mtime_since(&td->start, now) < 2000)
 404                 return 0;
 405
 406         /*
 407          * if rate blocks is set, sample is running
 408          */
 409         if (td->rate_bytes) {
 410                 spent = mtime_since(&td->lastrate, now);
 411                 if (spent < td->ratecycle)
 412                         return 0;
 413
 414                 rate = (td->this_io_bytes[ddir] - td->rate_bytes) / spent;
 415                 if (rate < td->ratemin) {
 416                         printf("Client%d: min rate %d not met, got %ldKiB/sec\n", td->thread_number, td->ratemin, rate);
 417                         if (rate_quit)
 418                                 terminate_threads(td->groupid);
 419                         return 1;
 420                 }
 421         }
 422
 423         td->rate_bytes = td->this_io_bytes[ddir];
 424         memcpy(&td->lastrate, now, sizeof(*now));
 425         return 0;
 426 }
 427
 428 static inline int runtime_exceeded(struct thread_data *td, struct timeval *t)
 429 {
 430         if (!td->timeout)
 431                 return 0;
 432         if (mtime_since(&td->epoch, t) >= td->timeout * 1000)
 433                 return 1;
 434
 435         return 0;
 436 }
 437
 438 static void fill_random_bytes(struct thread_data *td,
 439                               unsigned char *p, unsigned int len)
 440 {
 441         unsigned int todo;
 442         double r;
 443
 444         while (len) {
 445                 drand48_r(&td->verify_state, &r);
 446
 447                 /*
 448                  * lrand48_r seems to be broken and only fill the bottom
 449                  * 32-bits, even on 64-bit archs with 64-bit longs
 450                  */
 451                 todo = sizeof(r);
 452                 if (todo > len)
 453                         todo = len;
 454
 455                 memcpy(p, &r, todo);
 456
 457                 len -= todo;
 458                 p += todo;
 459         }
 460 }
 461
 462 static void hexdump(void *buffer, int len)
 463 {
 464         unsigned char *p = buffer;
 465         int i;
 466
 467         for (i = 0; i < len; i++)
 468                 printf("%02x", p[i]);
 469         printf("\n");
 470 }
 471
 472 static int verify_io_u_crc32(struct verify_header *hdr, struct io_u *io_u)
 473 {
 474         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
 475         unsigned long c;
 476         int ret;
 477
 478         p += sizeof(*hdr);
 479         c = crc32(p, hdr->len - sizeof(*hdr));
 480         ret = c != hdr->crc32;
 481
 482         if (ret) {
 483                 fprintf(stderr, "crc32: verify failed at %llu/%u\n", io_u->offset, io_u->buflen);
 484                 fprintf(stderr, "crc32: wanted %lx, got %lx\n", hdr->crc32, c);
 485         }
 486
 487         return ret;
 488 }
 489
 490 static int verify_io_u_md5(struct verify_header *hdr, struct io_u *io_u)
 491 {
 492         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
 493         struct md5_ctx md5_ctx;
 494         int ret;
 495
 496         memset(&md5_ctx, 0, sizeof(md5_ctx));
 497         p += sizeof(*hdr);
 498         md5_update(&md5_ctx, p, hdr->len - sizeof(*hdr));
 499
 500         ret = memcmp(hdr->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
 501         if (ret) {
 502                 fprintf(stderr, "md5: verify failed at %llu/%u\n", io_u->offset, io_u->buflen);
 503                 hexdump(hdr->md5_digest, sizeof(hdr->md5_digest));
 504                 hexdump(md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
 505         }
 506
 507         return ret;
 508 }
 509
 510 static int verify_io_u(struct io_u *io_u)
 511 {
 512         struct verify_header *hdr = (struct verify_header *) io_u->buf;
 513         int ret;
 514
 515         if (hdr->fio_magic != FIO_HDR_MAGIC)
 516                 return 1;
 517
 518         if (hdr->verify_type == VERIFY_MD5)
 519                 ret = verify_io_u_md5(hdr, io_u);
 520         else if (hdr->verify_type == VERIFY_CRC32)
 521                 ret = verify_io_u_crc32(hdr, io_u);
 522         else {
 523                 fprintf(stderr, "Bad verify type %d\n", hdr->verify_type);
 524                 ret = 1;
 525         }
 526
 527         return ret;
 528 }
 529
 530 static void fill_crc32(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 531 {
 532         hdr->crc32 = crc32(p, len);
 533 }
 534
 535 static void fill_md5(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 536 {
 537         struct md5_ctx md5_ctx;
 538
 539         memset(&md5_ctx, 0, sizeof(md5_ctx));
 540         md5_update(&md5_ctx, p, len);
 541         memcpy(hdr->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
 542 }
 543
 544 /*
 545  * fill body of io_u->buf with random data and add a header with the
 546  * (eg) sha1sum of that data.
 547  */
 548 static void populate_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 549 {
 550         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
 551         struct verify_header hdr;
 552
 553         hdr.fio_magic = FIO_HDR_MAGIC;
 554         hdr.len = io_u->buflen;
 555         p += sizeof(hdr);
 556         fill_random_bytes(td, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
 557
 558         if (td->verify == VERIFY_MD5) {
 559                 fill_md5(&hdr, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
 560                 hdr.verify_type = VERIFY_MD5;
 561         } else {
 562                 fill_crc32(&hdr, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
 563                 hdr.verify_type = VERIFY_CRC32;
 564         }
 565
 566         memcpy(io_u->buf, &hdr, sizeof(hdr));
 567 }
 568
 569 static int td_io_prep(struct thread_data *td, struct io_u *io_u, int read)
 570 {
 571         if (read)
 572                 io_u->ddir = DDIR_READ;
 573         else
 574                 io_u->ddir = DDIR_WRITE;
 575
 576         if (td->io_prep && td->io_prep(td, io_u))
 577                 return 1;
 578
 579         return 0;
 580 }
 581
 582 static void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 583 {
 584         list_del(&io_u->list);
 585         list_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
 586         td->cur_depth--;
 587 }
 588
 589 #define queue_full(td)  (list_empty(&(td)->io_u_freelist))
 590
 591 static struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
 592 {
 593         struct io_u *io_u;
 594
 595         if (queue_full(td))
 596                 return NULL;
 597
 598         io_u = list_entry(td->io_u_freelist.next, struct io_u, list);
 599         io_u->error = 0;
 600         io_u->resid = 0;
 601         list_del(&io_u->list);
 602         list_add(&io_u->list, &td->io_u_busylist);
 603         td->cur_depth++;
 604         return io_u;
 605 }
 606
 607 static struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
 608 {
 609         struct io_u *io_u;
 610
 611         io_u = __get_io_u(td);
 612         if (!io_u)
 613                 return NULL;
 614
 615         if (td->zone_bytes >= td->zone_size) {
 616                 td->zone_bytes = 0;
 617                 td->last_pos += td->zone_skip;
 618         }
 619
 620         if (get_next_offset(td, &io_u->offset)) {
 621                 put_io_u(td, io_u);
 622                 return NULL;
 623         }
 624
 625         io_u->buflen = get_next_buflen(td);
 626         if (!io_u->buflen) {
 627                 put_io_u(td, io_u);
 628                 return NULL;
 629         }
 630
 631         if (io_u->buflen + io_u->offset > td->real_file_size)
 632                 io_u->buflen = td->real_file_size - io_u->offset;
 633
 634         if (!io_u->buflen) {
 635                 put_io_u(td, io_u);
 636                 return NULL;
 637         }
 638
 639         if (!td->sequential)
 640                 mark_random_map(td, io_u);
 641
 642         td->last_pos += io_u->buflen;
 643
 644         if (td->verify != VERIFY_NONE)
 645                 populate_io_u(td, io_u);
 646
 647         if (td_io_prep(td, io_u, td_read(td))) {
 648                 put_io_u(td, io_u);
 649                 return NULL;
 650         }
 651
 652         gettimeofday(&io_u->start_time, NULL);
 653         return io_u;
 654 }
 655
 656 static inline void td_set_runstate(struct thread_data *td, int runstate)
 657 {
 658         td->old_runstate = td->runstate;
 659         td->runstate = runstate;
 660 }
 661
 662 static int get_next_verify(struct thread_data *td,
 663                            unsigned long long *offset, unsigned int *len)
 664 {
 665         struct io_piece *ipo;
 666
 667         if (list_empty(&td->io_hist_list))
 668                 return 1;
 669
 670         ipo = list_entry(td->io_hist_list.next, struct io_piece, list);
 671         list_del(&ipo->list);
 672
 673         *offset = ipo->offset;
 674         *len = ipo->len;
 675         free(ipo);
 676         return 0;
 677 }
 678
 679 static void prune_io_piece_log(struct thread_data *td)
 680 {
 681         struct io_piece *ipo;
 682
 683         while (!list_empty(&td->io_hist_list)) {
 684                 ipo = list_entry(td->io_hist_list.next, struct io_piece, list);
 685
 686                 list_del(&ipo->list);
 687                 free(ipo);
 688         }
 689 }
 690
 691 /*
 692  * log a succesful write, so we can unwind the log for verify
 693  */
 694 static void log_io_piece(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 695 {
 696         struct io_piece *ipo = malloc(sizeof(struct io_piece));
 697         struct list_head *entry;
 698
 699         INIT_LIST_HEAD(&ipo->list);
 700         ipo->offset = io_u->offset;
 701         ipo->len = io_u->buflen;
 702
 703         /*
 704          * for random io where the writes extend the file, it will typically
 705          * be laid out with the block scattered as written. it's faster to
 706          * read them in in that order again, so don't sort
 707          */
 708         if (td->sequential || !td->overwrite) {
 709                 list_add_tail(&ipo->list, &td->io_hist_list);
 710                 return;
 711         }
 712
 713         /*
 714          * for random io, sort the list so verify will run faster
 715          */
 716         entry = &td->io_hist_list;
 717         while ((entry = entry->prev) != &td->io_hist_list) {
 718                 struct io_piece *__ipo = list_entry(entry, struct io_piece, list);
 719
 720                 if (__ipo->offset < ipo->offset)
 721                         break;
 722         }
 723
 724         list_add(&ipo->list, entry);
 725 }
 726
 727 static int sync_td(struct thread_data *td)
 728 {
 729         if (td->io_sync)
 730                 return td->io_sync(td);
 731
 732         return 0;
 733 }
 734
 735 static int io_u_getevents(struct thread_data *td, int min, int max,
 736                           struct timespec *t)
 737 {
 738         return td->io_getevents(td, min, max, t);
 739 }
 740
 741 static int io_u_queue(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 742 {
 743         gettimeofday(&io_u->issue_time, NULL);
 744
 745         return td->io_queue(td, io_u);
 746 }
 747
 748 #define iocb_time(iocb) ((unsigned long) (iocb)->data)
 749
 750 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 751                          struct io_completion_data *icd)
 752 {
 753         struct timeval e;
 754         unsigned long msec;
 755
 756         gettimeofday(&e, NULL);
 757
 758         if (!io_u->error) {
 759                 unsigned int bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
 760                 int idx = io_u->ddir;
 761
 762                 td->io_blocks[idx]++;
 763                 td->io_bytes[idx] += bytes;
 764                 td->zone_bytes += bytes;
 765                 td->this_io_bytes[idx] += bytes;
 766
 767                 msec = mtime_since(&io_u->issue_time, &e);
 768
 769                 add_clat_sample(td, io_u->ddir, msec);
 770                 add_bw_sample(td, io_u->ddir);
 771
 772                 if (td_write(td) && io_u->ddir == DDIR_WRITE)
 773                         log_io_piece(td, io_u);
 774
 775                 icd->bytes_done[idx] += bytes;
 776         } else
 777                 icd->error = io_u->error;
 778 }
 779
 780 static void ios_completed(struct thread_data *td,struct io_completion_data *icd)
 781 {
 782         struct io_u *io_u;
 783         int i;
 784
 785         icd->error = 0;
 786         icd->bytes_done[0] = icd->bytes_done[1] = 0;
 787
 788         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
 789                 io_u = td->io_event(td, i);
 790
 791                 io_completed(td, io_u, icd);
 792                 put_io_u(td, io_u);
 793         }
 794 }
 795
 796 static void cleanup_pending_aio(struct thread_data *td)
 797 {
 798         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0};
 799         struct list_head *entry, *n;
 800         struct io_completion_data icd;
 801         struct io_u *io_u;
 802         int r;
 803
 804         /*
 805          * get immediately available events, if any
 806          */
 807         r = io_u_getevents(td, 0, td->cur_depth, &ts);
 808         if (r > 0) {
 809                 icd.nr = r;
 810                 ios_completed(td, &icd);
 811         }
 812
 813         /*
 814          * now cancel remaining active events
 815          */
 816         if (td->io_cancel) {
 817                 list_for_each_safe(entry, n, &td->io_u_busylist) {
 818                         io_u = list_entry(entry, struct io_u, list);
 819
 820                         r = td->io_cancel(td, io_u);
 821                         if (!r)
 822                                 put_io_u(td, io_u);
 823                 }
 824         }
 825
 826         if (td->cur_depth) {
 827                 r = io_u_getevents(td, td->cur_depth, td->cur_depth, NULL);
 828                 if (r > 0) {
 829                         icd.nr = r;
 830                         ios_completed(td, &icd);
 831                 }
 832         }
 833 }
 834
 835 static int do_io_u_verify(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 836 {
 837         struct io_u *v_io_u = *io_u;
 838         int ret = 0;
 839
 840         if (v_io_u) {
 841                 ret = verify_io_u(v_io_u);
 842                 put_io_u(td, v_io_u);
 843                 *io_u = NULL;
 844         }
 845
 846         return ret;
 847 }
 848
 849 static void do_verify(struct thread_data *td)
 850 {
 851         struct timeval t;
 852         struct io_u *io_u, *v_io_u = NULL;
 853         struct io_completion_data icd;
 854         int ret;
 855
 856         td_set_runstate(td, TD_VERIFYING);
 857
 858         do {
 859                 if (td->terminate)
 860                         break;
 861
 862                 gettimeofday(&t, NULL);
 863                 if (runtime_exceeded(td, &t))
 864                         break;
 865
 866                 io_u = __get_io_u(td);
 867                 if (!io_u)
 868                         break;
 869
 870                 if (get_next_verify(td, &io_u->offset, &io_u->buflen)) {
 871                         put_io_u(td, io_u);
 872                         break;
 873                 }
 874
 875                 if (td_io_prep(td, io_u, 1)) {
 876                         put_io_u(td, io_u);
 877                         break;
 878                 }
 879
 880                 ret = io_u_queue(td, io_u);
 881                 if (ret) {
 882                         put_io_u(td, io_u);
 883                         td_verror(td, ret);
 884                         break;
 885                 }
 886
 887                 /*
 888                  * we have one pending to verify, do that while
 889                  * we are doing io on the next one
 890                  */
 891                 if (do_io_u_verify(td, &v_io_u))
 892                         break;
 893
 894                 ret = io_u_getevents(td, 1, 1, NULL);
 895                 if (ret != 1) {
 896                         if (ret < 0)
 897                                 td_verror(td, ret);
 898                         break;
 899                 }
 900
 901                 v_io_u = td->io_event(td, 0);
 902                 icd.nr = 1;
 903                 icd.error = 0;
 904                 io_completed(td, v_io_u, &icd);
 905
 906                 if (icd.error) {
 907                         td_verror(td, icd.error);
 908                         put_io_u(td, v_io_u);
 909                         v_io_u = NULL;
 910                         break;
 911                 }
 912
 913                 /*
 914                  * if we can't submit more io, we need to verify now
 915                  */
 916                 if (queue_full(td) && do_io_u_verify(td, &v_io_u))
 917                         break;
 918
 919         } while (1);
 920
 921         do_io_u_verify(td, &v_io_u);
 922
 923         if (td->cur_depth)
 924                 cleanup_pending_aio(td);
 925
 926         td_set_runstate(td, TD_RUNNING);
 927 }
 928
 929 static void do_io(struct thread_data *td)
 930 {
 931         struct io_completion_data icd;
 932         struct timeval s, e;
 933         unsigned long usec;
 934
 935         while (td->this_io_bytes[td->ddir] < td->io_size) {
 936                 struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0};
 937                 struct timespec *timeout;
 938                 int ret, min_evts = 0;
 939                 struct io_u *io_u;
 940
 941                 if (td->terminate)
 942                         break;
 943
 944                 io_u = get_io_u(td);
 945                 if (!io_u)
 946                         break;
 947
 948                 memcpy(&s, &io_u->start_time, sizeof(s));
 949
 950                 ret = io_u_queue(td, io_u);
 951                 if (ret) {
 952                         put_io_u(td, io_u);
 953                         td_verror(td, ret);
 954                         break;
 955                 }
 956
 957                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, mtime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time));
 958
 959                 if (td->cur_depth < td->iodepth) {
 960                         timeout = &ts;
 961                         min_evts = 0;
 962                 } else {
 963                         timeout = NULL;
 964                         min_evts = 1;
 965                 }
 966
 967                 ret = io_u_getevents(td, min_evts, td->cur_depth, timeout);
 968                 if (ret < 0) {
 969                         td_verror(td, ret);
 970                         break;
 971                 } else if (!ret)
 972                         continue;
 973
 974                 icd.nr = ret;
 975                 ios_completed(td, &icd);
 976                 if (icd.error) {
 977                         td_verror(td, icd.error);
 978                         break;
 979                 }
 980
 981                 /*
 982                  * the rate is batched for now, it should work for batches
 983                  * of completions except the very first one which may look
 984                  * a little bursty
 985                  */
 986                 gettimeofday(&e, NULL);
 987                 usec = utime_since(&s, &e);
 988
 989                 rate_throttle(td, usec, icd.bytes_done[td->ddir]);
 990
 991                 if (check_min_rate(td, &e)) {
 992                         td_verror(td, ENOMEM);
 993                         break;
 994                 }
 995
 996                 if (runtime_exceeded(td, &e))
 997                         break;
 998
 999                 if (td->thinktime)
1000                         usec_sleep(td, td->thinktime);
1001
1002                 if (should_fsync(td) && td->fsync_blocks &&
1003                     (td->io_blocks[DDIR_WRITE] % td->fsync_blocks) == 0)
1004                         sync_td(td);
1005         }
1006
1007         if (td->cur_depth)
1008                 cleanup_pending_aio(td);
1009
1010         if (should_fsync(td))
1011                 sync_td(td);
1012 }
1013
1014 static void cleanup_io(struct thread_data *td)
1015 {
1016         if (td->io_cleanup)
1017                 td->io_cleanup(td);
1018 }
1019
1020 static int init_io(struct thread_data *td)
1021 {
1022         if (td->io_engine == FIO_SYNCIO)
1023                 return fio_syncio_init(td);
1024         else if (td->io_engine == FIO_MMAPIO)
1025                 return fio_mmapio_init(td);
1026         else if (td->io_engine == FIO_LIBAIO)
1027                 return fio_libaio_init(td);
1028         else if (td->io_engine == FIO_POSIXAIO)
1029                 return fio_posixaio_init(td);
1030         else if (td->io_engine == FIO_SGIO)
1031                 return fio_sgio_init(td);
1032         else {
1033                 fprintf(stderr, "bad io_engine %d\n", td->io_engine);
1034                 return 1;
1035         }
1036 }
1037
1038 static void cleanup_io_u(struct thread_data *td)
1039 {
1040         struct list_head *entry, *n;
1041         struct io_u *io_u;
1042
1043         list_for_each_safe(entry, n, &td->io_u_freelist) {
1044                 io_u = list_entry(entry, struct io_u, list);
1045
1046                 list_del(&io_u->list);
1047                 free(io_u);
1048         }
1049
1050         if (td->mem_type == MEM_MALLOC)
1051                 free(td->orig_buffer);
1052         else if (td->mem_type == MEM_SHM) {
1053                 struct shmid_ds sbuf;
1054
1055                 shmdt(td->orig_buffer);
1056                 shmctl(td->shm_id, IPC_RMID, &sbuf);
1057         } else if (td->mem_type == MEM_MMAP)
1058                 munmap(td->orig_buffer, td->orig_buffer_size);
1059         else
1060                 fprintf(stderr, "Bad memory type %d\n", td->mem_type);
1061
1062         td->orig_buffer = NULL;
1063 }
1064
1065 static int init_io_u(struct thread_data *td)
1066 {
1067         struct io_u *io_u;
1068         int i, max_units;
1069         char *p;
1070
1071         if (td->io_engine & FIO_SYNCIO)
1072                 max_units = 1;
1073         else
1074                 max_units = td->iodepth;
1075
1076         td->orig_buffer_size = td->max_bs * max_units + MASK;
1077
1078         if (td->mem_type == MEM_MALLOC)
1079                 td->orig_buffer = malloc(td->orig_buffer_size);
1080         else if (td->mem_type == MEM_SHM) {
1081                 td->shm_id = shmget(IPC_PRIVATE, td->orig_buffer_size, IPC_CREAT | 0600);
1082                 if (td->shm_id < 0) {
1083                         td_verror(td, errno);
1084                         perror("shmget");
1085                         return 1;
1086                 }
1087
1088                 td->orig_buffer = shmat(td->shm_id, NULL, 0);
1089                 if (td->orig_buffer == (void *) -1) {
1090                         td_verror(td, errno);
1091                         perror("shmat");
1092                         td->orig_buffer = NULL;
1093                         return 1;
1094                 }
1095         } else if (td->mem_type == MEM_MMAP) {
1096                 td->orig_buffer = mmap(NULL, td->orig_buffer_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | OS_MAP_ANON, 0, 0);
1097                 if (td->orig_buffer == MAP_FAILED) {
1098                         td_verror(td, errno);
1099                         perror("mmap");
1100                         td->orig_buffer = NULL;
1101                         return 1;
1102                 }
1103         }
1104
1105         INIT_LIST_HEAD(&td->io_u_freelist);
1106         INIT_LIST_HEAD(&td->io_u_busylist);
1107         INIT_LIST_HEAD(&td->io_hist_list);
1108
1109         p = ALIGN(td->orig_buffer);
1110         for (i = 0; i < max_units; i++) {
1111                 io_u = malloc(sizeof(*io_u));
1112                 memset(io_u, 0, sizeof(*io_u));
1113                 INIT_LIST_HEAD(&io_u->list);
1114
1115                 io_u->buf = p + td->max_bs * i;
1116                 list_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
1117         }
1118
1119         return 0;
1120 }
1121
1122 static int create_file(struct thread_data *td, unsigned long long size,
1123                        int extend)
1124 {
1125         unsigned long long left;
1126         unsigned int bs;
1127         int r, oflags;
1128         char *b;
1129
1130         /*
1131          * unless specifically asked for overwrite, let normal io extend it
1132          */
1133         if (td_write(td) && !td->overwrite)
1134                 return 0;
1135
1136         if (!size) {
1137                 fprintf(stderr, "Need size for create\n");
1138                 td_verror(td, EINVAL);
1139                 return 1;
1140         }
1141
1142         if (!extend) {
1143                 oflags = O_CREAT | O_TRUNC;
1144                 printf("Client%d: Laying out IO file (%LuMiB)\n", td->thread_number, size >> 20);
1145         } else {
1146                 oflags = O_APPEND;
1147                 printf("Client%d: Extending IO file (%Lu -> %LuMiB)\n", td->thread_number, (td->file_size - size) >> 20, td->file_size >> 20);
1148         }
1149
1150         td->fd = open(td->file_name, O_WRONLY | oflags, 0644);
1151         if (td->fd < 0) {
1152                 td_verror(td, errno);
1153                 return 1;
1154         }
1155
1156         if (!extend && ftruncate(td->fd, td->file_size) == -1) {
1157                 td_verror(td, errno);
1158                 return 1;
1159         }
1160
1161         td->io_size = td->file_size;
1162         b = malloc(td->max_bs);
1163         memset(b, 0, td->max_bs);
1164
1165         left = size;
1166         while (left && !td->terminate) {
1167                 bs = td->max_bs;
1168                 if (bs > left)
1169                         bs = left;
1170
1171                 r = write(td->fd, b, bs);
1172
1173                 if (r == (int) bs) {
1174                         left -= bs;
1175                         continue;
1176                 } else {
1177                         if (r < 0)
1178                                 td_verror(td, errno);
1179                         else
1180                                 td_verror(td, EIO);
1181
1182                         break;
1183                 }
1184         }
1185
1186         if (td->terminate)
1187                 unlink(td->file_name);
1188         else if (td->create_fsync)
1189                 fsync(td->fd);
1190
1191         close(td->fd);
1192         td->fd = -1;
1193         free(b);
1194         return 0;
1195 }
1196
1197 static int file_size(struct thread_data *td)
1198 {
1199         struct stat st;
1200
1201         if (fstat(td->fd, &st) == -1) {
1202                 td_verror(td, errno);
1203                 return 1;
1204         }
1205
1206         td->real_file_size = st.st_size;
1207
1208         if (!td->file_size || td->file_size > td->real_file_size)
1209                 td->file_size = td->real_file_size;
1210
1211         return 0;
1212 }
1213
1214 static int bdev_size(struct thread_data *td)
1215 {
1216         unsigned long long bytes;
1217         int r;
1218
1219         r = blockdev_size(td->fd, &bytes);
1220         if (r) {
1221                 td_verror(td, r);
1222                 return 1;
1223         }
1224
1225         td->real_file_size = bytes;
1226
1227         /*
1228          * no extend possibilities, so limit size to device size if too large
1229          */
1230         if (!td->file_size || td->file_size > td->real_file_size)
1231                 td->file_size = td->real_file_size;
1232
1233         return 0;
1234 }
1235
1236 static int get_file_size(struct thread_data *td)
1237 {
1238         int ret = 0;
1239
1240         if (td->filetype == FIO_TYPE_FILE)
1241                 ret = file_size(td);
1242         else if (td->filetype == FIO_TYPE_BD)
1243                 ret = bdev_size(td);
1244         else
1245                 td->real_file_size = -1;
1246
1247         if (ret)
1248                 return ret;
1249
1250         if (td->file_offset + td->file_size > td->real_file_size) {
1251                 fprintf(stderr, "Client%d: offset extends end (%Lu > %Lu)\n", td->thread_number, td->file_offset + td->file_size, td->real_file_size);
1252                 return 1;
1253         }
1254
1255         td->io_size = td->file_size;
1256         if (td->io_size == 0) {
1257                 fprintf(stderr, "Client%d: no io blocks\n", td->thread_number);
1258                 td_verror(td, EINVAL);
1259                 return 1;
1260         }
1261
1262         if (!td->zone_size)
1263                 td->zone_size = td->io_size;
1264
1265         td->total_io_size = td->io_size * td->loops;
1266         return 0;
1267 }
1268
1269 static int setup_file_mmap(struct thread_data *td)
1270 {
1271         int flags;
1272
1273         if (td_read(td))
1274                 flags = PROT_READ;
1275         else {
1276                 flags = PROT_WRITE;
1277
1278                 if (td->verify != VERIFY_NONE)
1279                         flags |= PROT_READ;
1280         }
1281
1282         td->mmap = mmap(NULL, td->file_size, flags, MAP_SHARED, td->fd, td->file_offset);
1283         if (td->mmap == MAP_FAILED) {
1284                 td->mmap = NULL;
1285                 td_verror(td, errno);
1286                 return 1;
1287         }
1288
1289         if (td->invalidate_cache) {
1290                 if (madvise(td->mmap, td->file_size, MADV_DONTNEED) < 0) {
1291                         td_verror(td, errno);
1292                         return 1;
1293                 }
1294         }
1295
1296         if (td->sequential) {
1297                 if (madvise(td->mmap, td->file_size, MADV_SEQUENTIAL) < 0) {
1298                         td_verror(td, errno);
1299                         return 1;
1300                 }
1301         } else {
1302                 if (madvise(td->mmap, td->file_size, MADV_RANDOM) < 0) {
1303                         td_verror(td, errno);
1304                         return 1;
1305                 }
1306         }
1307
1308         return 0;
1309 }
1310
1311 static int setup_file_plain(struct thread_data *td)
1312 {
1313         if (td->invalidate_cache) {
1314                 if (fadvise(td->fd, td->file_offset, td->file_size, POSIX_FADV_DONTNEED) < 0) {
1315                         td_verror(td, errno);
1316                         return 1;
1317                 }
1318         }
1319
1320         if (td->sequential) {
1321                 if (fadvise(td->fd, td->file_offset, td->file_size, POSIX_FADV_SEQUENTIAL) < 0) {
1322                         td_verror(td, errno);
1323                         return 1;
1324                 }
1325         } else {
1326                 if (fadvise(td->fd, td->file_offset, td->file_size, POSIX_FADV_RANDOM) < 0) {
1327                         td_verror(td, errno);
1328                         return 1;
1329                 }
1330         }
1331
1332         return 0;
1333 }
1334
1335 static int setup_file(struct thread_data *td)
1336 {
1337         struct stat st;
1338         int flags = 0;
1339
1340         if (stat(td->file_name, &st) == -1) {
1341                 if (errno != ENOENT) {
1342                         td_verror(td, errno);
1343                         return 1;
1344                 }
1345                 if (!td->create_file) {
1346                         td_verror(td, ENOENT);
1347                         return 1;
1348                 }
1349                 if (create_file(td, td->file_size, 0))
1350                         return 1;
1351         } else if (td->filetype == FIO_TYPE_FILE) {
1352                 if (st.st_size < td->file_size) {
1353                         if (create_file(td, td->file_size - st.st_size, 1))
1354                                 return 1;
1355                 }
1356         }
1357
1358         if (td->odirect)
1359                 flags |= O_DIRECT;
1360
1361         if (td_read(td)) {
1362                 if (td->filetype == FIO_TYPE_CHAR)
1363                         flags |= O_RDWR;
1364                 else
1365                         flags |= O_RDONLY;
1366
1367                 td->fd = open(td->file_name, flags);
1368         } else {
1369                 if (td->filetype == FIO_TYPE_FILE) {
1370                         if (!td->overwrite)
1371                                 flags |= O_TRUNC;
1372
1373                         flags |= O_CREAT;
1374                 }
1375                 if (td->sync_io)
1376                         flags |= O_SYNC;
1377
1378                 flags |= O_RDWR;
1379
1380                 td->fd = open(td->file_name, flags, 0600);
1381         }
1382
1383         if (td->fd == -1) {
1384                 td_verror(td, errno);
1385                 return 1;
1386         }
1387
1388         if (get_file_size(td))
1389                 return 1;
1390
1391         if (td->io_engine != FIO_MMAPIO)
1392                 return setup_file_plain(td);
1393         else
1394                 return setup_file_mmap(td);
1395 }
1396
1397 static int check_dev_match(dev_t dev, char *path)
1398 {
1399         unsigned int major, minor;
1400         char line[256], *p;
1401         FILE *f;
1402
1403         f = fopen(path, "r");
1404         if (!f) {
1405                 perror("open path");
1406                 return 1;
1407         }
1408
1409         p = fgets(line, sizeof(line), f);
1410         if (!p) {
1411                 fclose(f);
1412                 return 1;
1413         }
1414
1415         if (sscanf(p, "%u:%u", &major, &minor) != 2) {
1416                 fclose(f);
1417                 return 1;
1418         }
1419
1420         if (((major << 8) | minor) == dev) {
1421                 fclose(f);
1422                 return 0;
1423         }
1424
1425         fclose(f);
1426         return 1;
1427 }
1428
1429 static int find_block_dir(dev_t dev, char *path)
1430 {
1431         struct dirent *dir;
1432         struct stat st;
1433         int found = 0;
1434         DIR *D;
1435
1436         D = opendir(path);
1437         if (!D)
1438                 return 0;
1439
1440         while ((dir = readdir(D)) != NULL) {
1441                 char full_path[256];
1442
1443                 if (!strcmp(dir->d_name, ".") || !strcmp(dir->d_name, ".."))
1444                         continue;
1445                 if (!strcmp(dir->d_name, "device"))
1446                         continue;
1447
1448                 sprintf(full_path, "%s/%s", path, dir->d_name);
1449
1450                 if (!strcmp(dir->d_name, "dev")) {
1451                         if (!check_dev_match(dev, full_path)) {
1452                                 found = 1;
1453                                 break;
1454                         }
1455                 }
1456
1457                 if (stat(full_path, &st) == -1) {
1458                         perror("stat");
1459                         break;
1460                 }
1461
1462                 if (!S_ISDIR(st.st_mode) || S_ISLNK(st.st_mode))
1463                         continue;
1464
1465                 found = find_block_dir(dev, full_path);
1466                 if (found) {
1467                         strcpy(path, full_path);
1468                         break;
1469                 }
1470         }
1471
1472         closedir(D);
1473         return found;
1474 }
1475
1476 static int get_io_ticks(struct disk_util *du, struct disk_util_stat *dus)
1477 {
1478         unsigned in_flight;
1479         char line[256];
1480         FILE *f;
1481         char *p;
1482
1483         f = fopen(du->path, "r");
1484         if (!f)
1485                 return 1;
1486
1487         p = fgets(line, sizeof(line), f);
1488         if (!p) {
1489                 fclose(f);
1490                 return 1;
1491         }
1492
1493         if (sscanf(p, "%u %u %llu %u %u %u %llu %u %u %u %u\n", &dus->ios[0], &dus->merges[0], &dus->sectors[0], &dus->ticks[0], &dus->ios[1], &dus->merges[1], &dus->sectors[1], &dus->ticks[1], &in_flight, &dus->io_ticks, &dus->time_in_queue) != 11) {
1494                 fclose(f);
1495                 return 1;
1496         }
1497
1498         fclose(f);
1499         return 0;
1500 }
1501
1502 static void update_io_tick_disk(struct disk_util *du)
1503 {
1504         struct disk_util_stat __dus, *dus, *ldus;
1505         struct timeval t;
1506
1507         if (get_io_ticks(du, &__dus))
1508                 return;
1509
1510         dus = &du->dus;
1511         ldus = &du->last_dus;
1512
1513         dus->sectors[0] += (__dus.sectors[0] - ldus->sectors[0]);
1514         dus->sectors[1] += (__dus.sectors[1] - ldus->sectors[1]);
1515         dus->ios[0] += (__dus.ios[0] - ldus->ios[0]);
1516         dus->ios[1] += (__dus.ios[1] - ldus->ios[1]);
1517         dus->merges[0] += (__dus.merges[0] - ldus->merges[0]);
1518         dus->merges[1] += (__dus.merges[1] - ldus->merges[1]);
1519         dus->ticks[0] += (__dus.ticks[0] - ldus->ticks[0]);
1520         dus->ticks[1] += (__dus.ticks[1] - ldus->ticks[1]);
1521         dus->io_ticks += (__dus.io_ticks - ldus->io_ticks);
1522         dus->time_in_queue += (__dus.time_in_queue - ldus->time_in_queue);
1523
1524         gettimeofday(&t, NULL);
1525         du->msec += mtime_since(&du->time, &t);
1526         memcpy(&du->time, &t, sizeof(t));
1527         memcpy(ldus, &__dus, sizeof(__dus));
1528 }
1529
1530 static void update_io_ticks(void)
1531 {
1532         struct list_head *entry;
1533         struct disk_util *du;
1534
1535         list_for_each(entry, &disk_list) {
1536                 du = list_entry(entry, struct disk_util, list);
1537                 update_io_tick_disk(du);
1538         }
1539 }
1540
1541 static int disk_util_exists(dev_t dev)
1542 {
1543         struct list_head *entry;
1544         struct disk_util *du;
1545
1546         list_for_each(entry, &disk_list) {
1547                 du = list_entry(entry, struct disk_util, list);
1548
1549                 if (du->dev == dev)
1550                         return 1;
1551         }
1552
1553         return 0;
1554 }
1555
1556 static void disk_util_add(dev_t dev, char *path)
1557 {
1558         struct disk_util *du = malloc(sizeof(*du));
1559
1560         memset(du, 0, sizeof(*du));
1561         INIT_LIST_HEAD(&du->list);
1562         sprintf(du->path, "%s/stat", path);
1563         du->name = strdup(basename(path));
1564         du->dev = dev;
1565
1566         gettimeofday(&du->time, NULL);
1567         get_io_ticks(du, &du->last_dus);
1568
1569         list_add_tail(&du->list, &disk_list);
1570 }
1571
1572 static void init_disk_util(struct thread_data *td)
1573 {
1574         struct stat st;
1575         char foo[256], tmp[256];
1576         dev_t dev;
1577         char *p;
1578
1579         if (!td->do_disk_util)
1580                 return;
1581
1582         if (!stat(td->file_name, &st)) {
1583                 if (S_ISBLK(st.st_mode))
1584                         dev = st.st_rdev;
1585                 else
1586                         dev = st.st_dev;
1587         } else {
1588                 /*
1589                  * must be a file, open "." in that path
1590                  */
1591                 strcpy(foo, td->file_name);
1592                 p = dirname(foo);
1593                 if (stat(p, &st)) {
1594                         perror("disk util stat");
1595                         return;
1596                 }
1597
1598                 dev = st.st_dev;
1599         }
1600
1601         if (disk_util_exists(dev))
1602                 return;
1603
1604         sprintf(foo, "/sys/block");
1605         if (!find_block_dir(dev, foo))
1606                 return;
1607
1608         /*
1609          * for md/dm, there's no queue dir. we already have the right place
1610          */
1611         sprintf(tmp, "%s/stat", foo);
1612         if (stat(tmp, &st)) {
1613                 /*
1614                  * if this is inside a partition dir, jump back to parent
1615                  */
1616                 sprintf(tmp, "%s/queue", foo);
1617                 if (stat(tmp, &st)) {
1618                         p = dirname(foo);
1619                         sprintf(tmp, "%s/queue", p);
1620                         if (stat(tmp, &st)) {
1621                                 fprintf(stderr, "unknown sysfs layout\n");
1622                                 return;
1623                         }
1624                         sprintf(foo, "%s", p);
1625                 }
1626         }
1627
1628         disk_util_add(dev, foo);
1629 }
1630
1631 static void disk_util_timer_arm(void)
1632 {
1633         itimer.it_value.tv_sec = 0;
1634         itimer.it_value.tv_usec = DISK_UTIL_MSEC * 1000;
1635         setitimer(ITIMER_REAL, &itimer, NULL);
1636 }
1637
1638 static void clear_io_state(struct thread_data *td)
1639 {
1640         if (td->io_engine == FIO_SYNCIO)
1641                 lseek(td->fd, SEEK_SET, 0);
1642
1643         td->last_pos = 0;
1644         td->stat_io_bytes[0] = td->stat_io_bytes[1] = 0;
1645         td->this_io_bytes[0] = td->this_io_bytes[1] = 0;
1646         td->zone_bytes = 0;
1647
1648         if (td->file_map)
1649                 memset(td->file_map, 0, td->num_maps * sizeof(long));
1650 }
1651
1652 static void update_rusage_stat(struct thread_data *td)
1653 {
1654         if (!(td->runtime[0] + td->runtime[1]))
1655                 return;
1656
1657         getrusage(RUSAGE_SELF, &td->ru_end);
1658
1659         td->usr_time += mtime_since(&td->ru_start.ru_utime, &td->ru_end.ru_utime);
1660         td->sys_time += mtime_since(&td->ru_start.ru_stime, &td->ru_end.ru_stime);
1661         td->ctx += td->ru_end.ru_nvcsw + td->ru_end.ru_nivcsw - (td->ru_start.ru_nvcsw + td->ru_start.ru_nivcsw);
1662
1663
1664         memcpy(&td->ru_start, &td->ru_end, sizeof(td->ru_end));
1665 }
1666
1667 static void *thread_main(void *data)
1668 {
1669         struct thread_data *td = data;
1670         int ret = 1;
1671
1672         if (!td->use_thread)
1673                 setsid();
1674
1675         td->pid = getpid();
1676
1677         if (init_io_u(td))
1678                 goto err;
1679
1680         if (fio_setaffinity(td) == -1) {
1681                 td_verror(td, errno);
1682                 goto err;
1683         }
1684
1685         if (init_io(td))
1686                 goto err;
1687
1688         if (td->ioprio) {
1689                 if (ioprio_set(IOPRIO_WHO_PROCESS, 0, td->ioprio) == -1) {
1690                         td_verror(td, errno);
1691                         goto err;
1692                 }
1693         }
1694
1695         sem_post(&startup_sem);
1696         sem_wait(&td->mutex);
1697
1698         if (!td->create_serialize && setup_file(td))
1699                 goto err;
1700
1701         if (init_random_state(td))
1702                 goto err;
1703
1704         gettimeofday(&td->epoch, NULL);
1705
1706         while (td->loops--) {
1707                 getrusage(RUSAGE_SELF, &td->ru_start);
1708                 gettimeofday(&td->start, NULL);
1709                 memcpy(&td->stat_sample_time, &td->start, sizeof(td->start));
1710
1711                 if (td->ratemin)
1712                         memcpy(&td->lastrate, &td->stat_sample_time, sizeof(td->lastrate));
1713
1714                 clear_io_state(td);
1715                 prune_io_piece_log(td);
1716
1717                 do_io(td);
1718
1719                 td->runtime[td->ddir] += mtime_since_now(&td->start);
1720                 update_rusage_stat(td);
1721
1722                 if (td->error || td->terminate)
1723                         break;
1724
1725                 if (td->verify == VERIFY_NONE)
1726                         continue;
1727
1728                 clear_io_state(td);
1729                 gettimeofday(&td->start, NULL);
1730
1731                 do_verify(td);
1732
1733                 td->runtime[DDIR_READ] += mtime_since_now(&td->start);
1734
1735                 if (td->error || td->terminate)
1736                         break;
1737         }
1738
1739         ret = 0;
1740
1741         if (td->bw_log)
1742                 finish_log(td, td->bw_log, "bw");
1743         if (td->slat_log)
1744                 finish_log(td, td->slat_log, "slat");
1745         if (td->clat_log)
1746                 finish_log(td, td->clat_log, "clat");
1747
1748         if (exitall_on_terminate)
1749                 terminate_threads(td->groupid);
1750
1751 err:
1752         if (td->fd != -1) {
1753                 close(td->fd);
1754                 td->fd = -1;
1755         }
1756         if (td->mmap)
1757                 munmap(td->mmap, td->file_size);
1758         cleanup_io(td);
1759         cleanup_io_u(td);
1760         if (ret) {
1761                 sem_post(&startup_sem);
1762                 sem_wait(&td->mutex);
1763         }
1764         td_set_runstate(td, TD_EXITED);
1765         return NULL;
1766
1767 }
1768
1769 static void *fork_main(int shmid, int offset)
1770 {
1771         struct thread_data *td;
1772         void *data;
1773
1774         data = shmat(shmid, NULL, 0);
1775         if (data == (void *) -1) {
1776                 perror("shmat");
1777                 return NULL;
1778         }
1779
1780         td = data + offset * sizeof(struct thread_data);
1781         thread_main(td);
1782         shmdt(data);
1783         return NULL;
1784 }
1785
1786 static int calc_lat(struct io_stat *is, unsigned long *min, unsigned long *max,
1787                     double *mean, double *dev)
1788 {
1789         double n;
1790
1791         if (is->samples == 0)
1792                 return 0;
1793
1794         *min = is->min_val;
1795         *max = is->max_val;
1796
1797         n = (double) is->samples;
1798         *mean = (double) is->val / n;
1799         *dev = sqrt(((double) is->val_sq - (*mean * *mean) / n) / (n - 1));
1800         if (!(*min + *max) && !(*mean + *dev))
1801                 return 0;
1802
1803         return 1;
1804 }
1805
1806 static void show_ddir_status(struct thread_data *td, struct group_run_stats *rs,
1807                              int ddir)
1808 {
1809         char *ddir_str[] = { "read ", "write" };
1810         unsigned long min, max, bw;
1811         double mean, dev;
1812
1813         if (!td->runtime[ddir])
1814                 return;
1815
1816         bw = td->io_bytes[ddir] / td->runtime[ddir];
1817         printf("  %s: io=%6lluMiB, bw=%6luKiB/s, runt=%6lumsec\n", ddir_str[ddir], td->io_bytes[ddir] >> 20, bw, td->runtime[ddir]);
1818
1819         if (calc_lat(&td->slat_stat[ddir], &min, &max, &mean, &dev))
1820                 printf("    slat (msec): min=%5lu, max=%5lu, avg=%5.02f, dev=%5.02f\n", min, max, mean, dev);
1821
1822         if (calc_lat(&td->clat_stat[ddir], &min, &max, &mean, &dev))
1823                 printf("    clat (msec): min=%5lu, max=%5lu, avg=%5.02f, dev=%5.02f\n", min, max, mean, dev);
1824
1825         if (calc_lat(&td->bw_stat[ddir], &min, &max, &mean, &dev)) {
1826                 double p_of_agg;
1827
1828                 p_of_agg = mean * 100 / (double) rs->agg[ddir];
1829                 printf("    bw (KiB/s) : min=%5lu, max=%5lu, per=%3.2f%%, avg=%5.02f, dev=%5.02f\n", min, max, p_of_agg, mean, dev);
1830         }
1831 }
1832
1833 static void show_thread_status(struct thread_data *td,
1834                                struct group_run_stats *rs)
1835 {
1836         double usr_cpu, sys_cpu;
1837
1838         if (!(td->io_bytes[0] + td->io_bytes[1]) && !td->error)
1839                 return;
1840
1841         printf("Client%d (groupid=%d): err=%2d:\n", td->thread_number, td->groupid, td->error);
1842
1843         show_ddir_status(td, rs, td->ddir);
1844         show_ddir_status(td, rs, td->ddir ^ 1);
1845
1846         if (td->runtime[0] + td->runtime[1]) {
1847                 double runt = td->runtime[0] + td->runtime[1];
1848
1849                 usr_cpu = (double) td->usr_time * 100 / runt;
1850                 sys_cpu = (double) td->sys_time * 100 / runt;
1851         } else {
1852                 usr_cpu = 0;
1853                 sys_cpu = 0;
1854         }
1855
1856         printf("  cpu          : usr=%3.2f%%, sys=%3.2f%%, ctx=%lu\n", usr_cpu, sys_cpu, td->ctx);
1857 }
1858
1859 static void check_str_update(struct thread_data *td)
1860 {
1861         char c = run_str[td->thread_number - 1];
1862
1863         if (td->runstate == td->old_runstate)
1864                 return;
1865
1866         switch (td->runstate) {
1867                 case TD_REAPED:
1868                         c = '_';
1869                         break;
1870                 case TD_EXITED:
1871                         c = 'E';
1872                         break;
1873                 case TD_RUNNING:
1874                         if (td_read(td)) {
1875                                 if (td->sequential)
1876                                         c = 'R';
1877                                 else
1878                                         c = 'r';
1879                         } else {
1880                                 if (td->sequential)
1881                                         c = 'W';
1882                                 else
1883                                         c = 'w';
1884                         }
1885                         break;
1886                 case TD_VERIFYING:
1887                         c = 'V';
1888                         break;
1889                 case TD_CREATED:
1890                         c = 'C';
1891                         break;
1892                 case TD_NOT_CREATED:
1893                         c = 'P';
1894                         break;
1895                 default:
1896                         printf("state %d\n", td->runstate);
1897         }
1898
1899         run_str[td->thread_number - 1] = c;
1900         td->old_runstate = td->runstate;
1901 }
1902
1903 static void eta_to_str(char *str, int eta_sec)
1904 {
1905         unsigned int d, h, m, s;
1906         static int always_d, always_h;
1907
1908         d = h = m = s = 0;
1909
1910         s = eta_sec % 60;
1911         eta_sec /= 60;
1912         m = eta_sec % 60;
1913         eta_sec /= 60;
1914         h = eta_sec % 24;
1915         eta_sec /= 24;
1916         d = eta_sec;
1917
1918         if (d || always_d) {
1919                 always_d = 1;
1920                 str += sprintf(str, "%02dd:", d);
1921         }
1922         if (h || always_h) {
1923                 always_h = 1;
1924                 str += sprintf(str, "%02dh:", h);
1925         }
1926
1927         str += sprintf(str, "%02dm:", m);
1928         str += sprintf(str, "%02ds", s);
1929 }
1930
1931 static void print_thread_status(void)
1932 {
1933         unsigned long long bytes_done, bytes_total;
1934         int i, nr_running, t_rate, m_rate, eta_sec;
1935         char eta_str[32];
1936         double perc;
1937
1938         bytes_done = bytes_total = 0;
1939         nr_running = t_rate = m_rate = 0;
1940         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1941                 struct thread_data *td = &threads[i];
1942
1943                 if (td->runstate == TD_RUNNING || td->runstate == TD_VERIFYING){
1944                         nr_running++;
1945                         t_rate += td->rate;
1946                         m_rate += td->ratemin;
1947                 }
1948
1949                 bytes_total += td->total_io_size;
1950                 if (td->verify)
1951                         bytes_total += td->total_io_size;
1952
1953                 if (td->zone_size && td->zone_skip)
1954                         bytes_total /= (td->zone_skip / td->zone_size);
1955
1956                 bytes_done += td->io_bytes[DDIR_READ] +td->io_bytes[DDIR_WRITE];
1957
1958                 check_str_update(td);
1959         }
1960
1961         perc = 0;
1962         eta_sec = 0;
1963         if (bytes_total && bytes_done) {
1964                 unsigned long runtime;
1965
1966                 perc = (double) bytes_done / (double) bytes_total;
1967                 if (perc > 1.0)
1968                         perc = 1.0;
1969
1970                 runtime = time_since_now(&genesis);
1971                 if (runtime >= 5) {
1972                         memset(eta_str, 0, sizeof(eta_str));
1973                         eta_sec = (runtime * (1.0 / perc)) - runtime;
1974                         eta_to_str(eta_str, eta_sec);
1975                 }
1976
1977                 perc *= 100.0;
1978         }
1979
1980         printf("Threads now running (%d)", nr_running);
1981         if (m_rate || t_rate)
1982                 printf(", commitrate %d/%dKiB/sec", t_rate, m_rate);
1983         printf(": [%s] [%3.2f%% done]", run_str, perc);
1984         if (eta_sec)
1985                 printf(" [eta %s]", eta_str);
1986         printf("\r");
1987         fflush(stdout);
1988 }
1989
1990 static void reap_threads(int *nr_running, int *t_rate, int *m_rate)
1991 {
1992         int i;
1993
1994         /*
1995          * reap exited threads (TD_EXITED -> TD_REAPED)
1996          */
1997         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1998                 struct thread_data *td = &threads[i];
1999
2000                 if (td->runstate != TD_EXITED)
2001                         continue;
2002
2003                 td_set_runstate(td, TD_REAPED);
2004
2005                 if (td->use_thread) {
2006                         long ret;
2007
2008                         if (pthread_join(td->thread, (void *) &ret))
2009                                 perror("thread_join");
2010                 } else
2011                         waitpid(td->pid, NULL, 0);
2012
2013                 (*nr_running)--;
2014                 (*m_rate) -= td->ratemin;
2015                 (*t_rate) -= td->rate;
2016         }
2017 }
2018
2019 static void run_threads(void)
2020 {
2021         struct thread_data *td;
2022         unsigned long spent;
2023         int i, todo, nr_running, m_rate, t_rate, nr_started;
2024
2025         printf("Starting %d thread%s\n", thread_number, thread_number > 1 ? "s" : "");
2026         fflush(stdout);
2027
2028         signal(SIGINT, sig_handler);
2029         signal(SIGALRM, sig_handler);
2030
2031         todo = thread_number;
2032         nr_running = 0;
2033         nr_started = 0;
2034         m_rate = t_rate = 0;
2035
2036         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2037                 td = &threads[i];
2038
2039                 run_str[td->thread_number - 1] = 'P';
2040
2041                 init_disk_util(td);
2042
2043                 if (!td->create_serialize)
2044                         continue;
2045
2046                 /*
2047                  * do file setup here so it happens sequentially,
2048                  * we don't want X number of threads getting their
2049                  * client data interspersed on disk
2050                  */
2051                 if (setup_file(td)) {
2052                         td_set_runstate(td, TD_REAPED);
2053                         todo--;
2054                 }
2055         }
2056
2057         gettimeofday(&genesis, NULL);
2058
2059         while (todo) {
2060                 /*
2061                  * create threads (TD_NOT_CREATED -> TD_CREATED)
2062                  */
2063                 for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2064                         td = &threads[i];
2065
2066                         if (td->runstate != TD_NOT_CREATED)
2067                                 continue;
2068
2069                         /*
2070                          * never got a chance to start, killed by other
2071                          * thread for some reason
2072                          */
2073                         if (td->terminate) {
2074                                 todo--;
2075                                 continue;
2076                         }
2077
2078                         if (td->start_delay) {
2079                                 spent = mtime_since_now(&genesis);
2080
2081                                 if (td->start_delay * 1000 > spent)
2082                                         continue;
2083                         }
2084
2085                         if (td->stonewall && (nr_started || nr_running))
2086                                 break;
2087
2088                         td_set_runstate(td, TD_CREATED);
2089                         sem_init(&startup_sem, 0, 1);
2090                         todo--;
2091                         nr_started++;
2092
2093                         if (td->use_thread) {
2094                                 if (pthread_create(&td->thread, NULL, thread_main, td)) {
2095                                         perror("thread_create");
2096                                         nr_started--;
2097                                 }
2098                         } else {
2099                                 if (fork())
2100                                         sem_wait(&startup_sem);
2101                                 else {
2102                                         fork_main(shm_id, i);
2103                                         exit(0);
2104                                 }
2105                         }
2106                 }
2107
2108                 /*
2109                  * start created threads (TD_CREATED -> TD_RUNNING)
2110                  */
2111                 for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2112                         td = &threads[i];
2113
2114                         if (td->runstate != TD_CREATED)
2115                                 continue;
2116
2117                         td_set_runstate(td, TD_RUNNING);
2118                         nr_running++;
2119                         nr_started--;
2120                         m_rate += td->ratemin;
2121                         t_rate += td->rate;
2122                         sem_post(&td->mutex);
2123                 }
2124
2125                 reap_threads(&nr_running, &t_rate, &m_rate);
2126
2127                 if (todo)
2128                         usleep(100000);
2129         }
2130
2131         while (nr_running) {
2132                 reap_threads(&nr_running, &t_rate, &m_rate);
2133                 usleep(10000);
2134         }
2135
2136         update_io_ticks();
2137 }
2138
2139 static void show_group_stats(struct group_run_stats *rs, int id)
2140 {
2141         printf("\nRun status group %d (all jobs):\n", id);
2142
2143         if (rs->max_run[DDIR_READ])
2144                 printf("   READ: io=%lluMiB, aggrb=%llu, minb=%llu, maxb=%llu, mint=%llumsec, maxt=%llumsec\n", rs->io_mb[0], rs->agg[0], rs->min_bw[0], rs->max_bw[0], rs->min_run[0], rs->max_run[0]);
2145         if (rs->max_run[DDIR_WRITE])
2146                 printf("  WRITE: io=%lluMiB, aggrb=%llu, minb=%llu, maxb=%llu, mint=%llumsec, maxt=%llumsec\n", rs->io_mb[1], rs->agg[1], rs->min_bw[1], rs->max_bw[1], rs->min_run[1], rs->max_run[1]);
2147 }
2148
2149 static void show_disk_util(void)
2150 {
2151         struct disk_util_stat *dus;
2152         struct list_head *entry;
2153         struct disk_util *du;
2154         double util;
2155
2156         printf("\nDisk stats (read/write):\n");
2157
2158         list_for_each(entry, &disk_list) {
2159                 du = list_entry(entry, struct disk_util, list);
2160                 dus = &du->dus;
2161
2162                 util = (double) 100 * du->dus.io_ticks / (double) du->msec;
2163                 if (util > 100.0)
2164                         util = 100.0;
2165
2166                 printf("  %s: ios=%u/%u, merge=%u/%u, ticks=%u/%u, in_queue=%u, util=%3.2f%%\n", du->name, dus->ios[0], dus->ios[1], dus->merges[0], dus->merges[1], dus->ticks[0], dus->ticks[1], dus->time_in_queue, util);
2167         }
2168 }
2169
2170 static void show_run_stats(void)
2171 {
2172         struct group_run_stats *runstats, *rs;
2173         struct thread_data *td;
2174         int i;
2175
2176         runstats = malloc(sizeof(struct group_run_stats) * (groupid + 1));
2177
2178         for (i = 0; i < groupid + 1; i++) {
2179                 rs = &runstats[i];
2180
2181                 memset(rs, 0, sizeof(*rs));
2182                 rs->min_bw[0] = rs->min_run[0] = ~0UL;
2183                 rs->min_bw[1] = rs->min_run[1] = ~0UL;
2184         }
2185
2186         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2187                 unsigned long rbw, wbw;
2188
2189                 td = &threads[i];
2190
2191                 if (td->error) {
2192                         printf("Client%d: %s\n", td->thread_number, td->verror);
2193                         continue;
2194                 }
2195
2196                 rs = &runstats[td->groupid];
2197
2198                 if (td->runtime[0] < rs->min_run[0] || !rs->min_run[0])
2199                         rs->min_run[0] = td->runtime[0];
2200                 if (td->runtime[0] > rs->max_run[0])
2201                         rs->max_run[0] = td->runtime[0];
2202                 if (td->runtime[1] < rs->min_run[1] || !rs->min_run[1])
2203                         rs->min_run[1] = td->runtime[1];
2204                 if (td->runtime[1] > rs->max_run[1])
2205                         rs->max_run[1] = td->runtime[1];
2206
2207                 rbw = wbw = 0;
2208                 if (td->runtime[0])
2209                         rbw = td->io_bytes[0] / td->runtime[0];
2210                 if (td->runtime[1])
2211                         wbw = td->io_bytes[1] / td->runtime[1];
2212
2213                 if (rbw < rs->min_bw[0])
2214                         rs->min_bw[0] = rbw;
2215                 if (wbw < rs->min_bw[1])
2216                         rs->min_bw[1] = wbw;
2217                 if (rbw > rs->max_bw[0])
2218                         rs->max_bw[0] = rbw;
2219                 if (wbw > rs->max_bw[1])
2220                         rs->max_bw[1] = wbw;
2221
2222                 rs->io_mb[0] += td->io_bytes[0] >> 20;
2223                 rs->io_mb[1] += td->io_bytes[1] >> 20;
2224         }
2225
2226         for (i = 0; i < groupid + 1; i++) {
2227                 rs = &runstats[i];
2228
2229                 if (rs->max_run[0])
2230                         rs->agg[0] = (rs->io_mb[0]*1024*1000) / rs->max_run[0];
2231                 if (rs->max_run[1])
2232                         rs->agg[1] = (rs->io_mb[1]*1024*1000) / rs->max_run[1];
2233         }
2234
2235         /*
2236          * don't overwrite last signal output
2237          */
2238         printf("\n");
2239
2240         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2241                 td = &threads[i];
2242                 rs = &runstats[td->groupid];
2243
2244                 show_thread_status(td, rs);
2245         }
2246
2247         for (i = 0; i < groupid + 1; i++)
2248                 show_group_stats(&runstats[i], i);
2249
2250         show_disk_util();
2251 }
2252
2253 int main(int argc, char *argv[])
2254 {
2255         if (parse_options(argc, argv))
2256                 return 1;
2257
2258         if (!thread_number) {
2259                 printf("Nothing to do\n");
2260                 return 1;
2261         }
2262
2263         disk_util_timer_arm();
2264
2265         run_threads();
2266         show_run_stats();
2267
2268         return 0;
2269 }