fio.c

   1 /*
   2  * fio - the flexible io tester
   3  *
   4  * Copyright (C) 2005 Jens Axboe <axboe@suse.de>
   5  *
   6  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  *  (at your option) any later version.
  10  *
  11  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  *  GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  18  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  19  *
  20  */
  21 #include <unistd.h>
  22 #include <fcntl.h>
  23 #include <string.h>
  24 #include <signal.h>
  25 #include <time.h>
  26 #include <assert.h>
  27 #include <sys/stat.h>
  28 #include <sys/wait.h>
  29 #include <sys/ipc.h>
  30 #include <sys/shm.h>
  31 #include <sys/ioctl.h>
  32 #include <sys/mman.h>
  33
  34 #include "fio.h"
  35 #include "os.h"
  36
  37 #include "fio-time.h"
  38 #include "fio-stat.h"
  39 #include "fio-log.h"
  40
  41 #define MASK    (4095)
  42
  43 #define ALIGN(buf)      (char *) (((unsigned long) (buf) + MASK) & ~(MASK))
  44
  45 int groupid = 0;
  46 int thread_number = 0;
  47 static char run_str[MAX_JOBS + 1];
  48 int shm_id = 0;
  49 static struct timeval genesis;
  50
  51 static void print_thread_status(void);
  52
  53 extern unsigned long long mlock_size;
  54
  55 /*
  56  * thread life cycle
  57  */
  58 enum {
  59         TD_NOT_CREATED = 0,
  60         TD_CREATED,
  61         TD_INITIALIZED,
  62         TD_RUNNING,
  63         TD_VERIFYING,
  64         TD_EXITED,
  65         TD_REAPED,
  66 };
  67
  68 #define should_fsync(td)        ((td_write(td) || td_rw(td)) && (!(td)->odirect || (td)->override_sync))
  69
  70 static sem_t startup_sem;
  71
  72 #define TERMINATE_ALL           (-1)
  73 #define JOB_START_TIMEOUT       (5 * 1000)
  74
  75 static void terminate_threads(int group_id)
  76 {
  77         int i;
  78
  79         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
  80                 struct thread_data *td = &threads[i];
  81
  82                 if (group_id == TERMINATE_ALL || groupid == td->groupid) {
  83                         td->terminate = 1;
  84                         td->start_delay = 0;
  85                 }
  86         }
  87 }
  88
  89 static void sig_handler(int sig)
  90 {
  91         switch (sig) {
  92                 case SIGALRM:
  93                         update_io_ticks();
  94                         disk_util_timer_arm();
  95                         print_thread_status();
  96                         break;
  97                 default:
  98                         printf("\nfio: terminating on signal\n");
  99                         fflush(stdout);
 100                         terminate_threads(TERMINATE_ALL);
 101                         break;
 102         }
 103 }
 104
 105 static int random_map_free(struct thread_data *td, unsigned long long block)
 106 {
 107         unsigned int idx = RAND_MAP_IDX(td, block);
 108         unsigned int bit = RAND_MAP_BIT(td, block);
 109
 110         return (td->file_map[idx] & (1UL << bit)) == 0;
 111 }
 112
 113 static int get_next_free_block(struct thread_data *td, unsigned long long *b)
 114 {
 115         int i;
 116
 117         *b = 0;
 118         i = 0;
 119         while ((*b) * td->min_bs < td->io_size) {
 120                 if (td->file_map[i] != -1UL) {
 121                         *b += ffz(td->file_map[i]);
 122                         return 0;
 123                 }
 124
 125                 *b += BLOCKS_PER_MAP;
 126                 i++;
 127         }
 128
 129         return 1;
 130 }
 131
 132 static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 133 {
 134         unsigned long long block = io_u->offset / (unsigned long long) td->min_bs;
 135         unsigned int blocks = 0;
 136
 137         while (blocks < (io_u->buflen / td->min_bs)) {
 138                 unsigned int idx, bit;
 139
 140                 if (!random_map_free(td, block))
 141                         break;
 142
 143                 idx = RAND_MAP_IDX(td, block);
 144                 bit = RAND_MAP_BIT(td, block);
 145
 146                 assert(idx < td->num_maps);
 147
 148                 td->file_map[idx] |= (1UL << bit);
 149                 block++;
 150                 blocks++;
 151         }
 152
 153         if ((blocks * td->min_bs) < io_u->buflen)
 154                 io_u->buflen = blocks * td->min_bs;
 155 }
 156
 157 static int get_next_offset(struct thread_data *td, unsigned long long *offset)
 158 {
 159         unsigned long long b, rb;
 160         long r;
 161
 162         if (!td->sequential) {
 163                 unsigned long long max_blocks = td->io_size / td->min_bs;
 164                 int loops = 50;
 165
 166                 do {
 167                         lrand48_r(&td->random_state, &r);
 168                         b = ((max_blocks - 1) * r / (unsigned long long) (RAND_MAX+1.0));
 169                         rb = b + (td->file_offset / td->min_bs);
 170                         loops--;
 171                 } while (!random_map_free(td, rb) && loops);
 172
 173                 if (!loops) {
 174                         if (get_next_free_block(td, &b))
 175                                 return 1;
 176                 }
 177         } else
 178                 b = td->last_pos / td->min_bs;
 179
 180         *offset = (b * td->min_bs) + td->file_offset;
 181         if (*offset > td->real_file_size)
 182                 return 1;
 183
 184         return 0;
 185 }
 186
 187 static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td)
 188 {
 189         unsigned int buflen;
 190         long r;
 191
 192         if (td->min_bs == td->max_bs)
 193                 buflen = td->min_bs;
 194         else {
 195                 lrand48_r(&td->bsrange_state, &r);
 196                 buflen = (1 + (double) (td->max_bs - 1) * r / (RAND_MAX + 1.0));
 197                 buflen = (buflen + td->min_bs - 1) & ~(td->min_bs - 1);
 198         }
 199
 200         if (buflen > td->io_size - td->this_io_bytes[td->ddir])
 201                 buflen = td->io_size - td->this_io_bytes[td->ddir];
 202
 203         return buflen;
 204 }
 205
 206 static int check_min_rate(struct thread_data *td, struct timeval *now)
 207 {
 208         unsigned long spent;
 209         unsigned long rate;
 210         int ddir = td->ddir;
 211
 212         /*
 213          * allow a 2 second settle period in the beginning
 214          */
 215         if (mtime_since(&td->start, now) < 2000)
 216                 return 0;
 217
 218         /*
 219          * if rate blocks is set, sample is running
 220          */
 221         if (td->rate_bytes) {
 222                 spent = mtime_since(&td->lastrate, now);
 223                 if (spent < td->ratecycle)
 224                         return 0;
 225
 226                 rate = (td->this_io_bytes[ddir] - td->rate_bytes) / spent;
 227                 if (rate < td->ratemin) {
 228                         printf("Client%d: min rate %d not met, got %ldKiB/sec\n", td->thread_number, td->ratemin, rate);
 229                         if (rate_quit)
 230                                 terminate_threads(td->groupid);
 231                         return 1;
 232                 }
 233         }
 234
 235         td->rate_bytes = td->this_io_bytes[ddir];
 236         memcpy(&td->lastrate, now, sizeof(*now));
 237         return 0;
 238 }
 239
 240 static inline int runtime_exceeded(struct thread_data *td, struct timeval *t)
 241 {
 242         if (!td->timeout)
 243                 return 0;
 244         if (mtime_since(&td->epoch, t) >= td->timeout * 1000)
 245                 return 1;
 246
 247         return 0;
 248 }
 249
 250 static void fill_random_bytes(struct thread_data *td,
 251                               unsigned char *p, unsigned int len)
 252 {
 253         unsigned int todo;
 254         double r;
 255
 256         while (len) {
 257                 drand48_r(&td->verify_state, &r);
 258
 259                 /*
 260                  * lrand48_r seems to be broken and only fill the bottom
 261                  * 32-bits, even on 64-bit archs with 64-bit longs
 262                  */
 263                 todo = sizeof(r);
 264                 if (todo > len)
 265                         todo = len;
 266
 267                 memcpy(p, &r, todo);
 268
 269                 len -= todo;
 270                 p += todo;
 271         }
 272 }
 273
 274 static void hexdump(void *buffer, int len)
 275 {
 276         unsigned char *p = buffer;
 277         int i;
 278
 279         for (i = 0; i < len; i++)
 280                 printf("%02x", p[i]);
 281         printf("\n");
 282 }
 283
 284 static int verify_io_u_crc32(struct verify_header *hdr, struct io_u *io_u)
 285 {
 286         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
 287         unsigned long c;
 288         int ret;
 289
 290         p += sizeof(*hdr);
 291         c = crc32(p, hdr->len - sizeof(*hdr));
 292         ret = c != hdr->crc32;
 293
 294         if (ret) {
 295                 fprintf(stderr, "crc32: verify failed at %llu/%u\n", io_u->offset, io_u->buflen);
 296                 fprintf(stderr, "crc32: wanted %lx, got %lx\n", hdr->crc32, c);
 297         }
 298
 299         return ret;
 300 }
 301
 302 static int verify_io_u_md5(struct verify_header *hdr, struct io_u *io_u)
 303 {
 304         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
 305         struct md5_ctx md5_ctx;
 306         int ret;
 307
 308         memset(&md5_ctx, 0, sizeof(md5_ctx));
 309         p += sizeof(*hdr);
 310         md5_update(&md5_ctx, p, hdr->len - sizeof(*hdr));
 311
 312         ret = memcmp(hdr->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
 313         if (ret) {
 314                 fprintf(stderr, "md5: verify failed at %llu/%u\n", io_u->offset, io_u->buflen);
 315                 hexdump(hdr->md5_digest, sizeof(hdr->md5_digest));
 316                 hexdump(md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
 317         }
 318
 319         return ret;
 320 }
 321
 322 static int verify_io_u(struct io_u *io_u)
 323 {
 324         struct verify_header *hdr = (struct verify_header *) io_u->buf;
 325         int ret;
 326
 327         if (hdr->fio_magic != FIO_HDR_MAGIC)
 328                 return 1;
 329
 330         if (hdr->verify_type == VERIFY_MD5)
 331                 ret = verify_io_u_md5(hdr, io_u);
 332         else if (hdr->verify_type == VERIFY_CRC32)
 333                 ret = verify_io_u_crc32(hdr, io_u);
 334         else {
 335                 fprintf(stderr, "Bad verify type %d\n", hdr->verify_type);
 336                 ret = 1;
 337         }
 338
 339         return ret;
 340 }
 341
 342 static void fill_crc32(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 343 {
 344         hdr->crc32 = crc32(p, len);
 345 }
 346
 347 static void fill_md5(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 348 {
 349         struct md5_ctx md5_ctx;
 350
 351         memset(&md5_ctx, 0, sizeof(md5_ctx));
 352         md5_update(&md5_ctx, p, len);
 353         memcpy(hdr->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
 354 }
 355
 356 static int get_rw_ddir(struct thread_data *td)
 357 {
 358         if (td_rw(td)) {
 359                 struct timeval now;
 360                 unsigned long elapsed;
 361
 362                 gettimeofday(&now, NULL);
 363                 elapsed = mtime_since_now(&td->rwmix_switch);
 364
 365                 /*
 366                  * Check if it's time to seed a new data direction.
 367                  */
 368                 if (elapsed >= td->rwmixcycle) {
 369                         unsigned long v;
 370                         long r;
 371
 372                         lrand48_r(&td->random_state, &r);
 373                         v = 100UL * r / (unsigned long) (RAND_MAX + 1.0);
 374                         if (v < td->rwmixread)
 375                                 td->rwmix_ddir = DDIR_READ;
 376                         else
 377                                 td->rwmix_ddir = DDIR_WRITE;
 378                         memcpy(&td->rwmix_switch, &now, sizeof(now));
 379                 }
 380                 return td->rwmix_ddir;
 381         } else if (td_read(td))
 382                 return DDIR_READ;
 383         else
 384                 return DDIR_WRITE;
 385 }
 386
 387 /*
 388  * fill body of io_u->buf with random data and add a header with the
 389  * (eg) sha1sum of that data.
 390  */
 391 static void populate_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 392 {
 393         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
 394         struct verify_header hdr;
 395
 396         hdr.fio_magic = FIO_HDR_MAGIC;
 397         hdr.len = io_u->buflen;
 398         p += sizeof(hdr);
 399         fill_random_bytes(td, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
 400
 401         if (td->verify == VERIFY_MD5) {
 402                 fill_md5(&hdr, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
 403                 hdr.verify_type = VERIFY_MD5;
 404         } else {
 405                 fill_crc32(&hdr, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
 406                 hdr.verify_type = VERIFY_CRC32;
 407         }
 408
 409         memcpy(io_u->buf, &hdr, sizeof(hdr));
 410 }
 411
 412 static int td_io_prep(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 413 {
 414         if (td->io_prep && td->io_prep(td, io_u))
 415                 return 1;
 416
 417         return 0;
 418 }
 419
 420 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 421 {
 422         list_del(&io_u->list);
 423         list_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
 424         td->cur_depth--;
 425 }
 426
 427 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 428 {
 429         /*
 430          * If using an iolog, grab next piece if any available.
 431          */
 432         if (td->read_iolog)
 433                 return read_iolog_get(td, io_u);
 434
 435         /*
 436          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next position.
 437          */
 438         if (!get_next_offset(td, &io_u->offset)) {
 439                 io_u->buflen = get_next_buflen(td);
 440
 441                 if (io_u->buflen) {
 442                         io_u->ddir = get_rw_ddir(td);
 443
 444                         /*
 445                          * If using a write iolog, store this entry.
 446                          */
 447                         if (td->write_iolog)
 448                                 write_iolog_put(td, io_u);
 449
 450                         return 0;
 451                 }
 452         }
 453
 454         return 1;
 455 }
 456
 457 #define queue_full(td)  (list_empty(&(td)->io_u_freelist))
 458
 459 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
 460 {
 461         struct io_u *io_u;
 462
 463         if (queue_full(td))
 464                 return NULL;
 465
 466         io_u = list_entry(td->io_u_freelist.next, struct io_u, list);
 467         io_u->error = 0;
 468         io_u->resid = 0;
 469         list_del(&io_u->list);
 470         list_add(&io_u->list, &td->io_u_busylist);
 471         td->cur_depth++;
 472         return io_u;
 473 }
 474
 475 static struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
 476 {
 477         struct io_u *io_u;
 478
 479         io_u = __get_io_u(td);
 480         if (!io_u)
 481                 return NULL;
 482
 483         if (td->zone_bytes >= td->zone_size) {
 484                 td->zone_bytes = 0;
 485                 td->last_pos += td->zone_skip;
 486         }
 487
 488         if (fill_io_u(td, io_u)) {
 489                 put_io_u(td, io_u);
 490                 return NULL;
 491         }
 492
 493         if (io_u->buflen + io_u->offset > td->real_file_size)
 494                 io_u->buflen = td->real_file_size - io_u->offset;
 495
 496         if (!io_u->buflen) {
 497                 put_io_u(td, io_u);
 498                 return NULL;
 499         }
 500
 501         if (!td->read_iolog && !td->sequential)
 502                 mark_random_map(td, io_u);
 503
 504         td->last_pos += io_u->buflen;
 505
 506         if (td->verify != VERIFY_NONE)
 507                 populate_io_u(td, io_u);
 508
 509         if (td_io_prep(td, io_u)) {
 510                 put_io_u(td, io_u);
 511                 return NULL;
 512         }
 513
 514         gettimeofday(&io_u->start_time, NULL);
 515         return io_u;
 516 }
 517
 518 static inline void td_set_runstate(struct thread_data *td, int runstate)
 519 {
 520         td->old_runstate = td->runstate;
 521         td->runstate = runstate;
 522 }
 523
 524 static int get_next_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 525 {
 526         struct io_piece *ipo;
 527
 528         if (list_empty(&td->io_hist_list))
 529                 return 1;
 530
 531         ipo = list_entry(td->io_hist_list.next, struct io_piece, list);
 532         list_del(&ipo->list);
 533
 534         io_u->offset = ipo->offset;
 535         io_u->buflen = ipo->len;
 536         io_u->ddir = DDIR_READ;
 537         free(ipo);
 538         return 0;
 539 }
 540
 541 static int sync_td(struct thread_data *td)
 542 {
 543         if (td->io_sync)
 544                 return td->io_sync(td);
 545
 546         return 0;
 547 }
 548
 549 static int io_u_getevents(struct thread_data *td, int min, int max,
 550                           struct timespec *t)
 551 {
 552         return td->io_getevents(td, min, max, t);
 553 }
 554
 555 static int io_u_queue(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 556 {
 557         gettimeofday(&io_u->issue_time, NULL);
 558
 559         return td->io_queue(td, io_u);
 560 }
 561
 562 #define iocb_time(iocb) ((unsigned long) (iocb)->data)
 563
 564 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 565                          struct io_completion_data *icd)
 566 {
 567         struct timeval e;
 568         unsigned long msec;
 569
 570         gettimeofday(&e, NULL);
 571
 572         if (!io_u->error) {
 573                 unsigned int bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
 574                 const int idx = io_u->ddir;
 575
 576                 td->io_blocks[idx]++;
 577                 td->io_bytes[idx] += bytes;
 578                 td->zone_bytes += bytes;
 579                 td->this_io_bytes[idx] += bytes;
 580
 581                 msec = mtime_since(&io_u->issue_time, &e);
 582
 583                 add_clat_sample(td, idx, msec);
 584                 add_bw_sample(td, idx);
 585
 586                 if ((td_rw(td) || td_write(td)) && idx == DDIR_WRITE)
 587                         log_io_piece(td, io_u);
 588
 589                 icd->bytes_done[idx] += bytes;
 590         } else
 591                 icd->error = io_u->error;
 592 }
 593
 594 static void ios_completed(struct thread_data *td,struct io_completion_data *icd)
 595 {
 596         struct io_u *io_u;
 597         int i;
 598
 599         icd->error = 0;
 600         icd->bytes_done[0] = icd->bytes_done[1] = 0;
 601
 602         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
 603                 io_u = td->io_event(td, i);
 604
 605                 io_completed(td, io_u, icd);
 606                 put_io_u(td, io_u);
 607         }
 608 }
 609
 610 static void cleanup_pending_aio(struct thread_data *td)
 611 {
 612         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0};
 613         struct list_head *entry, *n;
 614         struct io_completion_data icd;
 615         struct io_u *io_u;
 616         int r;
 617
 618         /*
 619          * get immediately available events, if any
 620          */
 621         r = io_u_getevents(td, 0, td->cur_depth, &ts);
 622         if (r > 0) {
 623                 icd.nr = r;
 624                 ios_completed(td, &icd);
 625         }
 626
 627         /*
 628          * now cancel remaining active events
 629          */
 630         if (td->io_cancel) {
 631                 list_for_each_safe(entry, n, &td->io_u_busylist) {
 632                         io_u = list_entry(entry, struct io_u, list);
 633
 634                         r = td->io_cancel(td, io_u);
 635                         if (!r)
 636                                 put_io_u(td, io_u);
 637                 }
 638         }
 639
 640         if (td->cur_depth) {
 641                 r = io_u_getevents(td, td->cur_depth, td->cur_depth, NULL);
 642                 if (r > 0) {
 643                         icd.nr = r;
 644                         ios_completed(td, &icd);
 645                 }
 646         }
 647 }
 648
 649 static int do_io_u_verify(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 650 {
 651         struct io_u *v_io_u = *io_u;
 652         int ret = 0;
 653
 654         if (v_io_u) {
 655                 ret = verify_io_u(v_io_u);
 656                 put_io_u(td, v_io_u);
 657                 *io_u = NULL;
 658         }
 659
 660         return ret;
 661 }
 662
 663 static void do_verify(struct thread_data *td)
 664 {
 665         struct timeval t;
 666         struct io_u *io_u, *v_io_u = NULL;
 667         struct io_completion_data icd;
 668         int ret;
 669
 670         td_set_runstate(td, TD_VERIFYING);
 671
 672         do {
 673                 if (td->terminate)
 674                         break;
 675
 676                 gettimeofday(&t, NULL);
 677                 if (runtime_exceeded(td, &t))
 678                         break;
 679
 680                 io_u = __get_io_u(td);
 681                 if (!io_u)
 682                         break;
 683
 684                 if (get_next_verify(td, io_u)) {
 685                         put_io_u(td, io_u);
 686                         break;
 687                 }
 688
 689                 if (td_io_prep(td, io_u)) {
 690                         put_io_u(td, io_u);
 691                         break;
 692                 }
 693
 694                 ret = io_u_queue(td, io_u);
 695                 if (ret) {
 696                         put_io_u(td, io_u);
 697                         td_verror(td, ret);
 698                         break;
 699                 }
 700
 701                 /*
 702                  * we have one pending to verify, do that while
 703                  * we are doing io on the next one
 704                  */
 705                 if (do_io_u_verify(td, &v_io_u))
 706                         break;
 707
 708                 ret = io_u_getevents(td, 1, 1, NULL);
 709                 if (ret != 1) {
 710                         if (ret < 0)
 711                                 td_verror(td, ret);
 712                         break;
 713                 }
 714
 715                 v_io_u = td->io_event(td, 0);
 716                 icd.nr = 1;
 717                 icd.error = 0;
 718                 io_completed(td, v_io_u, &icd);
 719
 720                 if (icd.error) {
 721                         td_verror(td, icd.error);
 722                         put_io_u(td, v_io_u);
 723                         v_io_u = NULL;
 724                         break;
 725                 }
 726
 727                 /*
 728                  * if we can't submit more io, we need to verify now
 729                  */
 730                 if (queue_full(td) && do_io_u_verify(td, &v_io_u))
 731                         break;
 732
 733         } while (1);
 734
 735         do_io_u_verify(td, &v_io_u);
 736
 737         if (td->cur_depth)
 738                 cleanup_pending_aio(td);
 739
 740         td_set_runstate(td, TD_RUNNING);
 741 }
 742
 743 static void do_io(struct thread_data *td)
 744 {
 745         struct io_completion_data icd;
 746         struct timeval s, e;
 747         unsigned long usec;
 748
 749         while (td->this_io_bytes[td->ddir] < td->io_size) {
 750                 struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0};
 751                 struct timespec *timeout;
 752                 int ret, min_evts = 0;
 753                 struct io_u *io_u;
 754
 755                 if (td->terminate)
 756                         break;
 757
 758                 io_u = get_io_u(td);
 759                 if (!io_u)
 760                         break;
 761
 762                 memcpy(&s, &io_u->start_time, sizeof(s));
 763
 764                 ret = io_u_queue(td, io_u);
 765                 if (ret) {
 766                         put_io_u(td, io_u);
 767                         td_verror(td, ret);
 768                         break;
 769                 }
 770
 771                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, mtime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time));
 772
 773                 if (td->cur_depth < td->iodepth) {
 774                         timeout = &ts;
 775                         min_evts = 0;
 776                 } else {
 777                         timeout = NULL;
 778                         min_evts = 1;
 779                 }
 780
 781                 ret = io_u_getevents(td, min_evts, td->cur_depth, timeout);
 782                 if (ret < 0) {
 783                         td_verror(td, ret);
 784                         break;
 785                 } else if (!ret)
 786                         continue;
 787
 788                 icd.nr = ret;
 789                 ios_completed(td, &icd);
 790                 if (icd.error) {
 791                         td_verror(td, icd.error);
 792                         break;
 793                 }
 794
 795                 /*
 796                  * the rate is batched for now, it should work for batches
 797                  * of completions except the very first one which may look
 798                  * a little bursty
 799                  */
 800                 gettimeofday(&e, NULL);
 801                 usec = utime_since(&s, &e);
 802
 803                 rate_throttle(td, usec, icd.bytes_done[td->ddir]);
 804
 805                 if (check_min_rate(td, &e)) {
 806                         td_verror(td, ENOMEM);
 807                         break;
 808                 }
 809
 810                 if (runtime_exceeded(td, &e))
 811                         break;
 812
 813                 if (td->thinktime)
 814                         usec_sleep(td, td->thinktime);
 815
 816                 if (should_fsync(td) && td->fsync_blocks &&
 817                     (td->io_blocks[DDIR_WRITE] % td->fsync_blocks) == 0)
 818                         sync_td(td);
 819         }
 820
 821         if (td->cur_depth)
 822                 cleanup_pending_aio(td);
 823
 824         if (should_fsync(td) && td->end_fsync)
 825                 sync_td(td);
 826 }
 827
 828 static void cleanup_io(struct thread_data *td)
 829 {
 830         if (td->io_cleanup)
 831                 td->io_cleanup(td);
 832 }
 833
 834 static int init_io(struct thread_data *td)
 835 {
 836         if (td->io_engine == FIO_SYNCIO)
 837                 return fio_syncio_init(td);
 838         else if (td->io_engine == FIO_MMAPIO)
 839                 return fio_mmapio_init(td);
 840         else if (td->io_engine == FIO_LIBAIO)
 841                 return fio_libaio_init(td);
 842         else if (td->io_engine == FIO_POSIXAIO)
 843                 return fio_posixaio_init(td);
 844         else if (td->io_engine == FIO_SGIO)
 845                 return fio_sgio_init(td);
 846         else if (td->io_engine == FIO_SPLICEIO)
 847                 return fio_spliceio_init(td);
 848         else {
 849                 fprintf(stderr, "bad io_engine %d\n", td->io_engine);
 850                 return 1;
 851         }
 852 }
 853
 854 static void cleanup_io_u(struct thread_data *td)
 855 {
 856         struct list_head *entry, *n;
 857         struct io_u *io_u;
 858
 859         list_for_each_safe(entry, n, &td->io_u_freelist) {
 860                 io_u = list_entry(entry, struct io_u, list);
 861
 862                 list_del(&io_u->list);
 863                 free(io_u);
 864         }
 865
 866         if (td->mem_type == MEM_MALLOC)
 867                 free(td->orig_buffer);
 868         else if (td->mem_type == MEM_SHM) {
 869                 struct shmid_ds sbuf;
 870
 871                 shmdt(td->orig_buffer);
 872                 shmctl(td->shm_id, IPC_RMID, &sbuf);
 873         } else if (td->mem_type == MEM_MMAP)
 874                 munmap(td->orig_buffer, td->orig_buffer_size);
 875         else
 876                 fprintf(stderr, "Bad memory type %d\n", td->mem_type);
 877
 878         td->orig_buffer = NULL;
 879 }
 880
 881 static int init_io_u(struct thread_data *td)
 882 {
 883         struct io_u *io_u;
 884         int i, max_units;
 885         char *p;
 886
 887         if (td->io_engine & FIO_SYNCIO)
 888                 max_units = 1;
 889         else
 890                 max_units = td->iodepth;
 891
 892         td->orig_buffer_size = td->max_bs * max_units + MASK;
 893
 894         if (td->mem_type == MEM_MALLOC)
 895                 td->orig_buffer = malloc(td->orig_buffer_size);
 896         else if (td->mem_type == MEM_SHM) {
 897                 td->shm_id = shmget(IPC_PRIVATE, td->orig_buffer_size, IPC_CREAT | 0600);
 898                 if (td->shm_id < 0) {
 899                         td_verror(td, errno);
 900                         perror("shmget");
 901                         return 1;
 902                 }
 903
 904                 td->orig_buffer = shmat(td->shm_id, NULL, 0);
 905                 if (td->orig_buffer == (void *) -1) {
 906                         td_verror(td, errno);
 907                         perror("shmat");
 908                         td->orig_buffer = NULL;
 909                         return 1;
 910                 }
 911         } else if (td->mem_type == MEM_MMAP) {
 912                 td->orig_buffer = mmap(NULL, td->orig_buffer_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | OS_MAP_ANON, 0, 0);
 913                 if (td->orig_buffer == MAP_FAILED) {
 914                         td_verror(td, errno);
 915                         perror("mmap");
 916                         td->orig_buffer = NULL;
 917                         return 1;
 918                 }
 919         }
 920
 921         p = ALIGN(td->orig_buffer);
 922         for (i = 0; i < max_units; i++) {
 923                 io_u = malloc(sizeof(*io_u));
 924                 memset(io_u, 0, sizeof(*io_u));
 925                 INIT_LIST_HEAD(&io_u->list);
 926
 927                 io_u->buf = p + td->max_bs * i;
 928                 io_u->index = i;
 929                 list_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
 930         }
 931
 932         return 0;
 933 }
 934
 935 static void cleanup_allocs(struct thread_data *td)
 936 {
 937         if (td->directory)
 938                 free(td->directory);
 939         if (td->iolog_file)
 940                 free(td->iolog_file);
 941         if (td->exec_prerun)
 942                 free(td->exec_prerun);
 943         if (td->exec_postrun)
 944                 free(td->exec_postrun);
 945         if (td->ioscheduler)
 946                 free(td->ioscheduler);
 947         if (td->sysfs_root)
 948                 free(td->sysfs_root);
 949 }
 950
 951 static int create_file(struct thread_data *td, unsigned long long size,
 952                        int extend)
 953 {
 954         unsigned long long left;
 955         unsigned int bs;
 956         int r, oflags;
 957         char *b;
 958
 959         /*
 960          * unless specifically asked for overwrite, let normal io extend it
 961          */
 962         if (td_write(td) && !td->overwrite)
 963                 return 0;
 964
 965         if (!size) {
 966                 fprintf(stderr, "Need size for create\n");
 967                 td_verror(td, EINVAL);
 968                 return 1;
 969         }
 970
 971         if (!extend) {
 972                 oflags = O_CREAT | O_TRUNC;
 973                 printf("Client%d: Laying out IO file (%LuMiB)\n", td->thread_number, size >> 20);
 974         } else {
 975                 oflags = O_APPEND;
 976                 printf("Client%d: Extending IO file (%Lu -> %LuMiB)\n", td->thread_number, (td->file_size - size) >> 20, td->file_size >> 20);
 977         }
 978
 979         td->fd = open(td->file_name, O_WRONLY | oflags, 0644);
 980         if (td->fd < 0) {
 981                 td_verror(td, errno);
 982                 return 1;
 983         }
 984
 985         if (!extend && ftruncate(td->fd, td->file_size) == -1) {
 986                 td_verror(td, errno);
 987                 return 1;
 988         }
 989
 990         td->io_size = td->file_size;
 991         b = malloc(td->max_bs);
 992         memset(b, 0, td->max_bs);
 993
 994         left = size;
 995         while (left && !td->terminate) {
 996                 bs = td->max_bs;
 997                 if (bs > left)
 998                         bs = left;
 999
1000                 r = write(td->fd, b, bs);
1001
1002                 if (r == (int) bs) {
1003                         left -= bs;
1004                         continue;
1005                 } else {
1006                         if (r < 0)
1007                                 td_verror(td, errno);
1008                         else
1009                                 td_verror(td, EIO);
1010
1011                         break;
1012                 }
1013         }
1014
1015         if (td->terminate)
1016                 unlink(td->file_name);
1017         else if (td->create_fsync)
1018                 fsync(td->fd);
1019
1020         close(td->fd);
1021         td->fd = -1;
1022         free(b);
1023         return 0;
1024 }
1025
1026 static int file_size(struct thread_data *td)
1027 {
1028         struct stat st;
1029
1030         if (fstat(td->fd, &st) == -1) {
1031                 td_verror(td, errno);
1032                 return 1;
1033         }
1034
1035         td->real_file_size = st.st_size;
1036
1037         if (!td->file_size || td->file_size > td->real_file_size)
1038                 td->file_size = td->real_file_size;
1039
1040         td->file_size -= td->file_offset;
1041         return 0;
1042 }
1043
1044 static int bdev_size(struct thread_data *td)
1045 {
1046         unsigned long long bytes;
1047         int r;
1048
1049         r = blockdev_size(td->fd, &bytes);
1050         if (r) {
1051                 td_verror(td, r);
1052                 return 1;
1053         }
1054
1055         td->real_file_size = bytes;
1056
1057         /*
1058          * no extend possibilities, so limit size to device size if too large
1059          */
1060         if (!td->file_size || td->file_size > td->real_file_size)
1061                 td->file_size = td->real_file_size;
1062
1063         td->file_size -= td->file_offset;
1064         return 0;
1065 }
1066
1067 static int get_file_size(struct thread_data *td)
1068 {
1069         int ret = 0;
1070
1071         if (td->filetype == FIO_TYPE_FILE)
1072                 ret = file_size(td);
1073         else if (td->filetype == FIO_TYPE_BD)
1074                 ret = bdev_size(td);
1075         else
1076                 td->real_file_size = -1;
1077
1078         if (ret)
1079                 return ret;
1080
1081         if (td->file_offset > td->real_file_size) {
1082                 fprintf(stderr, "Client%d: offset extends end (%Lu > %Lu)\n", td->thread_number, td->file_offset, td->real_file_size);
1083                 return 1;
1084         }
1085
1086         td->io_size = td->file_size;
1087         if (td->io_size == 0) {
1088                 fprintf(stderr, "Client%d: no io blocks\n", td->thread_number);
1089                 td_verror(td, EINVAL);
1090                 return 1;
1091         }
1092
1093         if (!td->zone_size)
1094                 td->zone_size = td->io_size;
1095
1096         td->total_io_size = td->io_size * td->loops;
1097         return 0;
1098 }
1099
1100 static int setup_file_mmap(struct thread_data *td)
1101 {
1102         int flags;
1103
1104         if (td_rw(td))
1105                 flags = PROT_READ | PROT_WRITE;
1106         else if (td_write(td)) {
1107                 flags = PROT_WRITE;
1108
1109                 if (td->verify != VERIFY_NONE)
1110                         flags |= PROT_READ;
1111         } else
1112                 flags = PROT_READ;
1113
1114         td->mmap = mmap(NULL, td->file_size, flags, MAP_SHARED, td->fd, td->file_offset);
1115         if (td->mmap == MAP_FAILED) {
1116                 td->mmap = NULL;
1117                 td_verror(td, errno);
1118                 return 1;
1119         }
1120
1121         if (td->invalidate_cache) {
1122                 if (madvise(td->mmap, td->file_size, MADV_DONTNEED) < 0) {
1123                         td_verror(td, errno);
1124                         return 1;
1125                 }
1126         }
1127
1128         if (td->sequential) {
1129                 if (madvise(td->mmap, td->file_size, MADV_SEQUENTIAL) < 0) {
1130                         td_verror(td, errno);
1131                         return 1;
1132                 }
1133         } else {
1134                 if (madvise(td->mmap, td->file_size, MADV_RANDOM) < 0) {
1135                         td_verror(td, errno);
1136                         return 1;
1137                 }
1138         }
1139
1140         return 0;
1141 }
1142
1143 static int setup_file_plain(struct thread_data *td)
1144 {
1145         if (td->invalidate_cache) {
1146                 if (fadvise(td->fd, td->file_offset, td->file_size, POSIX_FADV_DONTNEED) < 0) {
1147                         td_verror(td, errno);
1148                         return 1;
1149                 }
1150         }
1151
1152         if (td->sequential) {
1153                 if (fadvise(td->fd, td->file_offset, td->file_size, POSIX_FADV_SEQUENTIAL) < 0) {
1154                         td_verror(td, errno);
1155                         return 1;
1156                 }
1157         } else {
1158                 if (fadvise(td->fd, td->file_offset, td->file_size, POSIX_FADV_RANDOM) < 0) {
1159                         td_verror(td, errno);
1160                         return 1;
1161                 }
1162         }
1163
1164         return 0;
1165 }
1166
1167 static int setup_file(struct thread_data *td)
1168 {
1169         struct stat st;
1170         int flags = 0;
1171
1172         if (stat(td->file_name, &st) == -1) {
1173                 if (errno != ENOENT) {
1174                         td_verror(td, errno);
1175                         return 1;
1176                 }
1177                 if (!td->create_file) {
1178                         td_verror(td, ENOENT);
1179                         return 1;
1180                 }
1181                 if (create_file(td, td->file_size, 0))
1182                         return 1;
1183         } else if (td->filetype == FIO_TYPE_FILE) {
1184                 if (st.st_size < (off_t) td->file_size) {
1185                         if (create_file(td, td->file_size - st.st_size, 1))
1186                                 return 1;
1187                 }
1188         }
1189
1190         if (td->odirect)
1191                 flags |= O_DIRECT;
1192
1193         if (td_write(td) || td_rw(td)) {
1194                 if (td->filetype == FIO_TYPE_FILE) {
1195                         if (!td->overwrite)
1196                                 flags |= O_TRUNC;
1197
1198                         flags |= O_CREAT;
1199                 }
1200                 if (td->sync_io)
1201                         flags |= O_SYNC;
1202
1203                 flags |= O_RDWR;
1204
1205                 td->fd = open(td->file_name, flags, 0600);
1206         } else {
1207                 if (td->filetype == FIO_TYPE_CHAR)
1208                         flags |= O_RDWR;
1209                 else
1210                         flags |= O_RDONLY;
1211
1212                 td->fd = open(td->file_name, flags);
1213         }
1214
1215         if (td->fd == -1) {
1216                 td_verror(td, errno);
1217                 return 1;
1218         }
1219
1220         if (get_file_size(td))
1221                 return 1;
1222
1223         if (td->io_engine != FIO_MMAPIO)
1224                 return setup_file_plain(td);
1225         else
1226                 return setup_file_mmap(td);
1227 }
1228
1229 static int switch_ioscheduler(struct thread_data *td)
1230 {
1231         char tmp[256], tmp2[128];
1232         FILE *f;
1233         int ret;
1234
1235         sprintf(tmp, "%s/queue/scheduler", td->sysfs_root);
1236
1237         f = fopen(tmp, "r+");
1238         if (!f) {
1239                 td_verror(td, errno);
1240                 return 1;
1241         }
1242
1243         /*
1244          * Set io scheduler.
1245          */
1246         ret = fwrite(td->ioscheduler, strlen(td->ioscheduler), 1, f);
1247         if (ferror(f) || ret != 1) {
1248                 td_verror(td, errno);
1249                 fclose(f);
1250                 return 1;
1251         }
1252
1253         rewind(f);
1254
1255         /*
1256          * Read back and check that the selected scheduler is now the default.
1257          */
1258         ret = fread(tmp, 1, sizeof(tmp), f);
1259         if (ferror(f) || ret < 0) {
1260                 td_verror(td, errno);
1261                 fclose(f);
1262                 return 1;
1263         }
1264
1265         sprintf(tmp2, "[%s]", td->ioscheduler);
1266         if (!strstr(tmp, tmp2)) {
1267                 fprintf(stderr, "fio: io scheduler %s not found\n", td->ioscheduler);
1268                 td_verror(td, EINVAL);
1269                 fclose(f);
1270                 return 1;
1271         }
1272
1273         fclose(f);
1274         return 0;
1275 }
1276
1277 static void clear_io_state(struct thread_data *td)
1278 {
1279         if (td->io_engine == FIO_SYNCIO)
1280                 lseek(td->fd, SEEK_SET, 0);
1281
1282         td->last_pos = 0;
1283         td->stat_io_bytes[0] = td->stat_io_bytes[1] = 0;
1284         td->this_io_bytes[0] = td->this_io_bytes[1] = 0;
1285         td->zone_bytes = 0;
1286
1287         if (td->file_map)
1288                 memset(td->file_map, 0, td->num_maps * sizeof(long));
1289 }
1290
1291 static void *thread_main(void *data)
1292 {
1293         struct thread_data *td = data;
1294
1295         if (!td->use_thread)
1296                 setsid();
1297
1298         td->pid = getpid();
1299
1300         INIT_LIST_HEAD(&td->io_u_freelist);
1301         INIT_LIST_HEAD(&td->io_u_busylist);
1302         INIT_LIST_HEAD(&td->io_hist_list);
1303         INIT_LIST_HEAD(&td->io_log_list);
1304
1305         if (init_io_u(td))
1306                 goto err;
1307
1308         if (fio_setaffinity(td) == -1) {
1309                 td_verror(td, errno);
1310                 goto err;
1311         }
1312
1313         if (init_io(td))
1314                 goto err;
1315
1316         if (init_iolog(td))
1317                 goto err;
1318
1319         if (td->ioprio) {
1320                 if (ioprio_set(IOPRIO_WHO_PROCESS, 0, td->ioprio) == -1) {
1321                         td_verror(td, errno);
1322                         goto err;
1323                 }
1324         }
1325
1326         if (nice(td->nice) < 0) {
1327                 td_verror(td, errno);
1328                 goto err;
1329         }
1330
1331         if (init_random_state(td))
1332                 goto err;
1333
1334         if (td->ioscheduler && switch_ioscheduler(td))
1335                 goto err;
1336
1337         td_set_runstate(td, TD_INITIALIZED);
1338         sem_post(&startup_sem);
1339         sem_wait(&td->mutex);
1340
1341         if (!td->create_serialize && setup_file(td))
1342                 goto err;
1343
1344         gettimeofday(&td->epoch, NULL);
1345
1346         if (td->exec_prerun)
1347                 system(td->exec_prerun);
1348
1349         while (td->loops--) {
1350                 getrusage(RUSAGE_SELF, &td->ru_start);
1351                 gettimeofday(&td->start, NULL);
1352                 memcpy(&td->stat_sample_time, &td->start, sizeof(td->start));
1353
1354                 if (td->ratemin)
1355                         memcpy(&td->lastrate, &td->stat_sample_time, sizeof(td->lastrate));
1356
1357                 clear_io_state(td);
1358                 prune_io_piece_log(td);
1359
1360                 do_io(td);
1361
1362                 td->runtime[td->ddir] += mtime_since_now(&td->start);
1363                 if (td_rw(td) && td->io_bytes[td->ddir ^ 1])
1364                         td->runtime[td->ddir ^ 1] = td->runtime[td->ddir];
1365
1366                 update_rusage_stat(td);
1367
1368                 if (td->error || td->terminate)
1369                         break;
1370
1371                 if (td->verify == VERIFY_NONE)
1372                         continue;
1373
1374                 clear_io_state(td);
1375                 gettimeofday(&td->start, NULL);
1376
1377                 do_verify(td);
1378
1379                 td->runtime[DDIR_READ] += mtime_since_now(&td->start);
1380
1381                 if (td->error || td->terminate)
1382                         break;
1383         }
1384
1385         if (td->bw_log)
1386                 finish_log(td, td->bw_log, "bw");
1387         if (td->slat_log)
1388                 finish_log(td, td->slat_log, "slat");
1389         if (td->clat_log)
1390                 finish_log(td, td->clat_log, "clat");
1391         if (td->write_iolog)
1392                 write_iolog_close(td);
1393         if (td->exec_postrun)
1394                 system(td->exec_postrun);
1395
1396         if (exitall_on_terminate)
1397                 terminate_threads(td->groupid);
1398
1399 err:
1400         if (td->fd != -1) {
1401                 close(td->fd);
1402                 td->fd = -1;
1403         }
1404         if (td->mmap)
1405                 munmap(td->mmap, td->file_size);
1406         cleanup_allocs(td);
1407         cleanup_io(td);
1408         cleanup_io_u(td);
1409         td_set_runstate(td, TD_EXITED);
1410         return NULL;
1411
1412 }
1413
1414 static void *fork_main(int shmid, int offset)
1415 {
1416         struct thread_data *td;
1417         void *data;
1418
1419         data = shmat(shmid, NULL, 0);
1420         if (data == (void *) -1) {
1421                 perror("shmat");
1422                 return NULL;
1423         }
1424
1425         td = data + offset * sizeof(struct thread_data);
1426         thread_main(td);
1427         shmdt(data);
1428         return NULL;
1429 }
1430
1431 static void check_str_update(struct thread_data *td)
1432 {
1433         char c = run_str[td->thread_number - 1];
1434
1435         if (td->runstate == td->old_runstate)
1436                 return;
1437
1438         switch (td->runstate) {
1439                 case TD_REAPED:
1440                         c = '_';
1441                         break;
1442                 case TD_EXITED:
1443                         c = 'E';
1444                         break;
1445                 case TD_RUNNING:
1446                         if (td_rw(td)) {
1447                                 if (td->sequential)
1448                                         c = 'M';
1449                                 else
1450                                         c = 'm';
1451                         } else if (td_read(td)) {
1452                                 if (td->sequential)
1453                                         c = 'R';
1454                                 else
1455                                         c = 'r';
1456                         } else {
1457                                 if (td->sequential)
1458                                         c = 'W';
1459                                 else
1460                                         c = 'w';
1461                         }
1462                         break;
1463                 case TD_VERIFYING:
1464                         c = 'V';
1465                         break;
1466                 case TD_CREATED:
1467                         c = 'C';
1468                         break;
1469                 case TD_INITIALIZED:
1470                         c = 'I';
1471                         break;
1472                 case TD_NOT_CREATED:
1473                         c = 'P';
1474                         break;
1475                 default:
1476                         printf("state %d\n", td->runstate);
1477         }
1478
1479         run_str[td->thread_number - 1] = c;
1480         td->old_runstate = td->runstate;
1481 }
1482
1483 static void eta_to_str(char *str, int eta_sec)
1484 {
1485         unsigned int d, h, m, s;
1486         static int always_d, always_h;
1487
1488         d = h = m = s = 0;
1489
1490         s = eta_sec % 60;
1491         eta_sec /= 60;
1492         m = eta_sec % 60;
1493         eta_sec /= 60;
1494         h = eta_sec % 24;
1495         eta_sec /= 24;
1496         d = eta_sec;
1497
1498         if (d || always_d) {
1499                 always_d = 1;
1500                 str += sprintf(str, "%02dd:", d);
1501         }
1502         if (h || always_h) {
1503                 always_h = 1;
1504                 str += sprintf(str, "%02dh:", h);
1505         }
1506
1507         str += sprintf(str, "%02dm:", m);
1508         str += sprintf(str, "%02ds", s);
1509 }
1510
1511 static int thread_eta(struct thread_data *td, unsigned long elapsed)
1512 {
1513         unsigned long long bytes_total, bytes_done;
1514         unsigned int eta_sec = 0;
1515
1516         bytes_total = td->total_io_size;
1517
1518         /*
1519          * if writing, bytes_total will be twice the size. If mixing,
1520          * assume a 50/50 split and thus bytes_total will be 50% larger.
1521          */
1522         if (td->verify) {
1523                 if (td_rw(td))
1524                         bytes_total = bytes_total * 3 / 2;
1525                 else
1526                         bytes_total <<= 1;
1527         }
1528         if (td->zone_size && td->zone_skip)
1529                 bytes_total /= (td->zone_skip / td->zone_size);
1530
1531         if (td->runstate == TD_RUNNING || td->runstate == TD_VERIFYING) {
1532                 double perc;
1533
1534                 bytes_done = td->io_bytes[DDIR_READ] + td->io_bytes[DDIR_WRITE];
1535                 perc = (double) bytes_done / (double) bytes_total;
1536                 if (perc > 1.0)
1537                         perc = 1.0;
1538
1539                 eta_sec = (elapsed * (1.0 / perc)) - elapsed;
1540
1541                 if (td->timeout && eta_sec > (td->timeout - elapsed))
1542                         eta_sec = td->timeout - elapsed;
1543         } else if (td->runstate == TD_NOT_CREATED || td->runstate == TD_CREATED
1544                         || td->runstate == TD_INITIALIZED) {
1545                 int t_eta = 0, r_eta = 0;
1546
1547                 /*
1548                  * We can only guess - assume it'll run the full timeout
1549                  * if given, otherwise assume it'll run at the specified rate.
1550                  */
1551                 if (td->timeout)
1552                         t_eta = td->timeout + td->start_delay - elapsed;
1553                 if (td->rate) {
1554                         r_eta = (bytes_total / 1024) / td->rate;
1555                         r_eta += td->start_delay - elapsed;
1556                 }
1557
1558                 if (r_eta && t_eta)
1559                         eta_sec = min(r_eta, t_eta);
1560                 else if (r_eta)
1561                         eta_sec = r_eta;
1562                 else if (t_eta)
1563                         eta_sec = t_eta;
1564                 else
1565                         eta_sec = INT_MAX;
1566         } else {
1567                 /*
1568                  * thread is already done
1569                  */
1570                 eta_sec = 0;
1571         }
1572
1573         return eta_sec;
1574 }
1575
1576 static void print_thread_status(void)
1577 {
1578         unsigned long elapsed = time_since_now(&genesis);
1579         int i, nr_running, t_rate, m_rate, *eta_secs, eta_sec;
1580         char eta_str[32];
1581         double perc = 0.0;
1582
1583         eta_secs = malloc(thread_number * sizeof(int));
1584         memset(eta_secs, 0, thread_number * sizeof(int));
1585
1586         nr_running = t_rate = m_rate = 0;
1587         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1588                 struct thread_data *td = &threads[i];
1589
1590                 if (td->runstate == TD_RUNNING || td->runstate == TD_VERIFYING){
1591                         nr_running++;
1592                         t_rate += td->rate;
1593                         m_rate += td->ratemin;
1594                 }
1595
1596                 if (elapsed >= 3)
1597                         eta_secs[i] = thread_eta(td, elapsed);
1598                 else
1599                         eta_secs[i] = INT_MAX;
1600
1601                 check_str_update(td);
1602         }
1603
1604         if (exitall_on_terminate)
1605                 eta_sec = INT_MAX;
1606         else
1607                 eta_sec = 0;
1608
1609         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1610                 if (exitall_on_terminate) {
1611                         if (eta_secs[i] < eta_sec)
1612                                 eta_sec = eta_secs[i];
1613                 } else {
1614                         if (eta_secs[i] > eta_sec)
1615                                 eta_sec = eta_secs[i];
1616                 }
1617         }
1618
1619         if (eta_sec != INT_MAX && elapsed) {
1620                 perc = (double) elapsed / (double) (elapsed + eta_sec);
1621                 eta_to_str(eta_str, eta_sec);
1622         }
1623
1624         printf("Threads now running (%d)", nr_running);
1625         if (m_rate || t_rate)
1626                 printf(", commitrate %d/%dKiB/sec", t_rate, m_rate);
1627         if (eta_sec != INT_MAX) {
1628                 perc *= 100.0;
1629                 printf(": [%s] [%3.2f%% done] [eta %s]", run_str, perc,eta_str);
1630         }
1631         printf("\r");
1632         fflush(stdout);
1633         free(eta_secs);
1634 }
1635
1636 static void reap_threads(int *nr_running, int *t_rate, int *m_rate)
1637 {
1638         int i;
1639
1640         /*
1641          * reap exited threads (TD_EXITED -> TD_REAPED)
1642          */
1643         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1644                 struct thread_data *td = &threads[i];
1645
1646                 if (td->runstate != TD_EXITED)
1647                         continue;
1648
1649                 td_set_runstate(td, TD_REAPED);
1650
1651                 if (td->use_thread) {
1652                         long ret;
1653
1654                         if (pthread_join(td->thread, (void *) &ret))
1655                                 perror("thread_join");
1656                 } else
1657                         waitpid(td->pid, NULL, 0);
1658
1659                 (*nr_running)--;
1660                 (*m_rate) -= td->ratemin;
1661                 (*t_rate) -= td->rate;
1662         }
1663 }
1664
1665 static void fio_unpin_memory(void *pinned)
1666 {
1667         if (pinned) {
1668                 if (munlock(pinned, mlock_size) < 0)
1669                         perror("munlock");
1670                 munmap(pinned, mlock_size);
1671         }
1672 }
1673
1674 static void *fio_pin_memory(void)
1675 {
1676         long pagesize, pages;
1677         void *ptr;
1678
1679         if (!mlock_size)
1680                 return NULL;
1681
1682         /*
1683          * Don't allow mlock of more than real_mem-128MB
1684          */
1685         pagesize = sysconf(_SC_PAGESIZE);
1686         pages = sysconf(_SC_PHYS_PAGES);
1687         if (pages != -1 && pagesize != -1) {
1688                 unsigned long long real_mem = pages * pagesize;
1689
1690                 if ((mlock_size + 128 * 1024 * 1024) > real_mem) {
1691                         mlock_size = real_mem - 128 * 1024 * 1024;
1692                         printf("fio: limiting mlocked memory to %lluMiB\n",
1693                                                         mlock_size >> 20);
1694                 }
1695         }
1696
1697         ptr = mmap(NULL, mlock_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | OS_MAP_ANON, 0, 0);
1698         if (!ptr) {
1699                 perror("malloc locked mem");
1700                 return NULL;
1701         }
1702         if (mlock(ptr, mlock_size) < 0) {
1703                 munmap(ptr, mlock_size);
1704                 perror("mlock");
1705                 return NULL;
1706         }
1707
1708         return ptr;
1709 }
1710
1711 static void run_threads(void)
1712 {
1713         struct thread_data *td;
1714         unsigned long spent;
1715         int i, todo, nr_running, m_rate, t_rate, nr_started;
1716         void *mlocked_mem;
1717
1718         mlocked_mem = fio_pin_memory();
1719
1720         printf("Starting %d thread%s\n", thread_number, thread_number > 1 ? "s" : "");
1721         fflush(stdout);
1722
1723         signal(SIGINT, sig_handler);
1724         signal(SIGALRM, sig_handler);
1725
1726         todo = thread_number;
1727         nr_running = 0;
1728         nr_started = 0;
1729         m_rate = t_rate = 0;
1730
1731         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1732                 td = &threads[i];
1733
1734                 run_str[td->thread_number - 1] = 'P';
1735
1736                 init_disk_util(td);
1737
1738                 if (!td->create_serialize)
1739                         continue;
1740
1741                 /*
1742                  * do file setup here so it happens sequentially,
1743                  * we don't want X number of threads getting their
1744                  * client data interspersed on disk
1745                  */
1746                 if (setup_file(td)) {
1747                         td_set_runstate(td, TD_REAPED);
1748                         todo--;
1749                 }
1750         }
1751
1752         gettimeofday(&genesis, NULL);
1753
1754         while (todo) {
1755                 struct thread_data *map[MAX_JOBS];
1756                 struct timeval this_start;
1757                 int this_jobs = 0, left;
1758
1759                 /*
1760                  * create threads (TD_NOT_CREATED -> TD_CREATED)
1761                  */
1762                 for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1763                         td = &threads[i];
1764
1765                         if (td->runstate != TD_NOT_CREATED)
1766                                 continue;
1767
1768                         /*
1769                          * never got a chance to start, killed by other
1770                          * thread for some reason
1771                          */
1772                         if (td->terminate) {
1773                                 todo--;
1774                                 continue;
1775                         }
1776
1777                         if (td->start_delay) {
1778                                 spent = mtime_since_now(&genesis);
1779
1780                                 if (td->start_delay * 1000 > spent)
1781                                         continue;
1782                         }
1783
1784                         if (td->stonewall && (nr_started || nr_running))
1785                                 break;
1786
1787                         /*
1788                          * Set state to created. Thread will transition
1789                          * to TD_INITIALIZED when it's done setting up.
1790                          */
1791                         td_set_runstate(td, TD_CREATED);
1792                         map[this_jobs++] = td;
1793                         sem_init(&startup_sem, 0, 1);
1794                         nr_started++;
1795
1796                         if (td->use_thread) {
1797                                 if (pthread_create(&td->thread, NULL, thread_main, td)) {
1798                                         perror("thread_create");
1799                                         nr_started--;
1800                                 }
1801                         } else {
1802                                 if (fork())
1803                                         sem_wait(&startup_sem);
1804                                 else {
1805                                         fork_main(shm_id, i);
1806                                         exit(0);
1807                                 }
1808                         }
1809                 }
1810
1811                 /*
1812                  * Wait for the started threads to transition to
1813                  * TD_INITIALIZED.
1814                  */
1815                 printf("fio: Waiting for threads to initialize...\n");
1816                 gettimeofday(&this_start, NULL);
1817                 left = this_jobs;
1818                 while (left) {
1819                         if (mtime_since_now(&this_start) > JOB_START_TIMEOUT)
1820                                 break;
1821
1822                         usleep(100000);
1823
1824                         for (i = 0; i < this_jobs; i++) {
1825                                 td = map[i];
1826                                 if (!td)
1827                                         continue;
1828                                 if (td->runstate == TD_INITIALIZED) {
1829                                         map[i] = NULL;
1830                                         left--;
1831                                 } else if (td->runstate >= TD_EXITED) {
1832                                         map[i] = NULL;
1833                                         left--;
1834                                         todo--;
1835                                         nr_running++; /* work-around... */
1836                                 }
1837                         }
1838                 }
1839
1840                 if (left) {
1841                         fprintf(stderr, "fio: %d jobs failed to start\n", left);
1842                         for (i = 0; i < this_jobs; i++) {
1843                                 td = map[i];
1844                                 if (!td)
1845                                         continue;
1846                                 kill(td->pid, SIGTERM);
1847                         }
1848                         break;
1849                 }
1850
1851                 /*
1852                  * start created threads (TD_INITIALIZED -> TD_RUNNING).
1853                  */
1854                 printf("fio: Go for launch\n");
1855                 for (i = 0; i < thread_number; i++) {
1856                         td = &threads[i];
1857
1858                         if (td->runstate != TD_INITIALIZED)
1859                                 continue;
1860
1861                         td_set_runstate(td, TD_RUNNING);
1862                         nr_running++;
1863                         nr_started--;
1864                         m_rate += td->ratemin;
1865                         t_rate += td->rate;
1866                         todo--;
1867                         sem_post(&td->mutex);
1868                 }
1869
1870                 reap_threads(&nr_running, &t_rate, &m_rate);
1871
1872                 if (todo)
1873                         usleep(100000);
1874         }
1875
1876         while (nr_running) {
1877                 reap_threads(&nr_running, &t_rate, &m_rate);
1878                 usleep(10000);
1879         }
1880
1881         update_io_ticks();
1882         fio_unpin_memory(mlocked_mem);
1883 }
1884
1885 int main(int argc, char *argv[])
1886 {
1887         if (parse_options(argc, argv))
1888                 return 1;
1889
1890         if (!thread_number) {
1891                 printf("Nothing to do\n");
1892                 return 1;
1893         }
1894
1895         disk_util_timer_arm();
1896
1897         run_threads();
1898         show_run_stats();
1899
1900         return 0;
1901 }