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 extern unsigned long long mlock_size;
  61
  62 /*
  63  * thread life cycle
  64  */
  65 enum {
  66         TD_NOT_CREATED = 0,
  67         TD_CREATED,
  68         TD_INITIALIZED,
  69         TD_RUNNING,
  70         TD_VERIFYING,
  71         TD_EXITED,
  72         TD_REAPED,
  73 };
  74
  75 #define should_fsync(td)        ((td_write(td) || td_rw(td)) && (!(td)->odirect || (td)->override_sync))
  76
  77 static sem_t startup_sem;
  78
  79 #define TERMINATE_ALL           (-1)
  80 #define JOB_START_TIMEOUT       (5 * 1000)
  81
  82 static void terminate_threads(int group_id)
  83 {
  84         int i;
  85
  86         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
  87                 struct thread_data *td = &threads[i];
  88
  89                 if (group_id == TERMINATE_ALL || groupid == td->groupid) {
  90                         td->terminate = 1;
  91                         td->start_delay = 0;
  92                 }
  93         }
  94 }
  95
  96 static void sig_handler(int sig)
  97 {
  98         switch (sig) {
  99                 case SIGALRM:
 100                         update_io_ticks();
 101                         disk_util_timer_arm();
 102                         print_thread_status();
 103                         break;
 104                 default:
 105                         printf("\nfio: terminating on signal\n");
 106                         fflush(stdout);
 107                         terminate_threads(TERMINATE_ALL);
 108                         break;
 109         }
 110 }
 111
 112 static unsigned long utime_since(struct timeval *s, struct timeval *e)
 113 {
 114         double sec, usec;
 115
 116         sec = e->tv_sec - s->tv_sec;
 117         usec = e->tv_usec - s->tv_usec;
 118         if (sec > 0 && usec < 0) {
 119                 sec--;
 120                 usec += 1000000;
 121         }
 122
 123         sec *= (double) 1000000;
 124
 125         return sec + usec;
 126 }
 127
 128 static unsigned long utime_since_now(struct timeval *s)
 129 {
 130         struct timeval t;
 131
 132         gettimeofday(&t, NULL);
 133         return utime_since(s, &t);
 134 }
 135
 136 static unsigned long mtime_since(struct timeval *s, struct timeval *e)
 137 {
 138         double sec, usec;
 139
 140         sec = e->tv_sec - s->tv_sec;
 141         usec = e->tv_usec - s->tv_usec;
 142         if (sec > 0 && usec < 0) {
 143                 sec--;
 144                 usec += 1000000;
 145         }
 146
 147         sec *= (double) 1000;
 148         usec /= (double) 1000;
 149
 150         return sec + usec;
 151 }
 152
 153 static unsigned long mtime_since_now(struct timeval *s)
 154 {
 155         struct timeval t;
 156
 157         gettimeofday(&t, NULL);
 158         return mtime_since(s, &t);
 159 }
 160
 161 static inline unsigned long msec_now(struct timeval *s)
 162 {
 163         return s->tv_sec * 1000 + s->tv_usec / 1000;
 164 }
 165
 166 static unsigned long time_since_now(struct timeval *s)
 167 {
 168         return mtime_since_now(s) / 1000;
 169 }
 170
 171 static int random_map_free(struct thread_data *td, unsigned long long block)
 172 {
 173         unsigned int idx = RAND_MAP_IDX(td, block);
 174         unsigned int bit = RAND_MAP_BIT(td, block);
 175
 176         return (td->file_map[idx] & (1UL << bit)) == 0;
 177 }
 178
 179 static int get_next_free_block(struct thread_data *td, unsigned long long *b)
 180 {
 181         int i;
 182
 183         *b = 0;
 184         i = 0;
 185         while ((*b) * td->min_bs < td->io_size) {
 186                 if (td->file_map[i] != -1UL) {
 187                         *b += ffz(td->file_map[i]);
 188                         return 0;
 189                 }
 190
 191                 *b += BLOCKS_PER_MAP;
 192                 i++;
 193         }
 194
 195         return 1;
 196 }
 197
 198 static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 199 {
 200         unsigned long long block = io_u->offset / (unsigned long long) td->min_bs;
 201         unsigned int blocks = 0;
 202
 203         while (blocks < (io_u->buflen / td->min_bs)) {
 204                 unsigned int idx, bit;
 205
 206                 if (!random_map_free(td, block))
 207                         break;
 208
 209                 idx = RAND_MAP_IDX(td, block);
 210                 bit = RAND_MAP_BIT(td, block);
 211
 212                 assert(idx < td->num_maps);
 213
 214                 td->file_map[idx] |= (1UL << bit);
 215                 block++;
 216                 blocks++;
 217         }
 218
 219         if ((blocks * td->min_bs) < io_u->buflen)
 220                 io_u->buflen = blocks * td->min_bs;
 221 }
 222
 223 static inline void add_stat_sample(struct io_stat *is, unsigned long val)
 224 {
 225         if (val > is->max_val)
 226                 is->max_val = val;
 227         if (val < is->min_val)
 228                 is->min_val = val;
 229
 230         is->val += val;
 231         is->val_sq += val * val;
 232         is->samples++;
 233 }
 234
 235 static void add_log_sample(struct thread_data *td, struct io_log *iolog,
 236                            unsigned long val, int ddir)
 237 {
 238         if (iolog->nr_samples == iolog->max_samples) {
 239                 int new_size = sizeof(struct io_sample) * iolog->max_samples*2;
 240
 241                 iolog->log = realloc(iolog->log, new_size);
 242                 iolog->max_samples <<= 1;
 243         }
 244
 245         iolog->log[iolog->nr_samples].val = val;
 246         iolog->log[iolog->nr_samples].time = mtime_since_now(&td->epoch);
 247         iolog->log[iolog->nr_samples].ddir = ddir;
 248         iolog->nr_samples++;
 249 }
 250
 251 static void add_clat_sample(struct thread_data *td, int ddir,unsigned long msec)
 252 {
 253         add_stat_sample(&td->clat_stat[ddir], msec);
 254
 255         if (td->clat_log)
 256                 add_log_sample(td, td->clat_log, msec, ddir);
 257 }
 258
 259 static void add_slat_sample(struct thread_data *td, int ddir,unsigned long msec)
 260 {
 261         add_stat_sample(&td->slat_stat[ddir], msec);
 262
 263         if (td->slat_log)
 264                 add_log_sample(td, td->slat_log, msec, ddir);
 265 }
 266
 267 static void add_bw_sample(struct thread_data *td, int ddir)
 268 {
 269         unsigned long spent = mtime_since_now(&td->stat_sample_time[ddir]);
 270         unsigned long rate;
 271
 272         if (spent < td->bw_avg_time)
 273                 return;
 274
 275         rate = (td->this_io_bytes[ddir] - td->stat_io_bytes[ddir]) / spent;
 276         add_stat_sample(&td->bw_stat[ddir], rate);
 277
 278         if (td->bw_log)
 279                 add_log_sample(td, td->bw_log, rate, ddir);
 280
 281         gettimeofday(&td->stat_sample_time[ddir], NULL);
 282         td->stat_io_bytes[ddir] = td->this_io_bytes[ddir];
 283 }
 284
 285 static int get_next_offset(struct thread_data *td, unsigned long long *offset)
 286 {
 287         unsigned long long b, rb;
 288         long r;
 289
 290         if (!td->sequential) {
 291                 unsigned long long max_blocks = td->io_size / td->min_bs;
 292                 int loops = 50;
 293
 294                 do {
 295                         lrand48_r(&td->random_state, &r);
 296                         b = ((max_blocks - 1) * r / (unsigned long long) (RAND_MAX+1.0));
 297                         rb = b + (td->file_offset / td->min_bs);
 298                         loops--;
 299                 } while (!random_map_free(td, rb) && loops);
 300
 301                 if (!loops) {
 302                         if (get_next_free_block(td, &b))
 303                                 return 1;
 304                 }
 305         } else
 306                 b = td->last_pos / td->min_bs;
 307
 308         *offset = (b * td->min_bs) + td->file_offset;
 309         if (*offset > td->real_file_size)
 310                 return 1;
 311
 312         return 0;
 313 }
 314
 315 static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td)
 316 {
 317         unsigned int buflen;
 318         long r;
 319
 320         if (td->min_bs == td->max_bs)
 321                 buflen = td->min_bs;
 322         else {
 323                 lrand48_r(&td->bsrange_state, &r);
 324                 buflen = (1 + (double) (td->max_bs - 1) * r / (RAND_MAX + 1.0));
 325                 buflen = (buflen + td->min_bs - 1) & ~(td->min_bs - 1);
 326         }
 327
 328         if (buflen > td->io_size - td->this_io_bytes[td->ddir])
 329                 buflen = td->io_size - td->this_io_bytes[td->ddir];
 330
 331         return buflen;
 332 }
 333
 334 /*
 335  * busy looping version for the last few usec
 336  */
 337 static void __usec_sleep(unsigned int usec)
 338 {
 339         struct timeval start;
 340
 341         gettimeofday(&start, NULL);
 342         while (utime_since_now(&start) < usec)
 343                 nop;
 344 }
 345
 346 static void usec_sleep(struct thread_data *td, unsigned long usec)
 347 {
 348         struct timespec req, rem;
 349
 350         req.tv_sec = usec / 1000000;
 351         req.tv_nsec = usec * 1000 - req.tv_sec * 1000000;
 352
 353         do {
 354                 if (usec < 5000) {
 355                         __usec_sleep(usec);
 356                         break;
 357                 }
 358
 359                 rem.tv_sec = rem.tv_nsec = 0;
 360                 if (nanosleep(&req, &rem) < 0)
 361                         break;
 362
 363                 if ((rem.tv_sec + rem.tv_nsec) == 0)
 364                         break;
 365
 366                 req.tv_nsec = rem.tv_nsec;
 367                 req.tv_sec = rem.tv_sec;
 368
 369                 usec = rem.tv_sec * 1000000 + rem.tv_nsec / 1000;
 370         } while (!td->terminate);
 371 }
 372
 373 static void rate_throttle(struct thread_data *td, unsigned long time_spent,
 374                           unsigned int bytes)
 375 {
 376         unsigned long usec_cycle;
 377
 378         if (!td->rate)
 379                 return;
 380
 381         usec_cycle = td->rate_usec_cycle * (bytes / td->min_bs);
 382
 383         if (time_spent < usec_cycle) {
 384                 unsigned long s = usec_cycle - time_spent;
 385
 386                 td->rate_pending_usleep += s;
 387                 if (td->rate_pending_usleep >= 100000) {
 388                         usec_sleep(td, td->rate_pending_usleep);
 389                         td->rate_pending_usleep = 0;
 390                 }
 391         } else {
 392                 long overtime = time_spent - usec_cycle;
 393
 394                 td->rate_pending_usleep -= overtime;
 395         }
 396 }
 397
 398 static int check_min_rate(struct thread_data *td, struct timeval *now)
 399 {
 400         unsigned long spent;
 401         unsigned long rate;
 402         int ddir = td->ddir;
 403
 404         /*
 405          * allow a 2 second settle period in the beginning
 406          */
 407         if (mtime_since(&td->start, now) < 2000)
 408                 return 0;
 409
 410         /*
 411          * if rate blocks is set, sample is running
 412          */
 413         if (td->rate_bytes) {
 414                 spent = mtime_since(&td->lastrate, now);
 415                 if (spent < td->ratecycle)
 416                         return 0;
 417
 418                 rate = (td->this_io_bytes[ddir] - td->rate_bytes) / spent;
 419                 if (rate < td->ratemin) {
 420                         printf("Client%d: min rate %d not met, got %ldKiB/sec\n", td->thread_number, td->ratemin, rate);
 421                         if (rate_quit)
 422                                 terminate_threads(td->groupid);
 423                         return 1;
 424                 }
 425         }
 426
 427         td->rate_bytes = td->this_io_bytes[ddir];
 428         memcpy(&td->lastrate, now, sizeof(*now));
 429         return 0;
 430 }
 431
 432 static inline int runtime_exceeded(struct thread_data *td, struct timeval *t)
 433 {
 434         if (!td->timeout)
 435                 return 0;
 436         if (mtime_since(&td->epoch, t) >= td->timeout * 1000)
 437                 return 1;
 438
 439         return 0;
 440 }
 441
 442 static void fill_random_bytes(struct thread_data *td,
 443                               unsigned char *p, unsigned int len)
 444 {
 445         unsigned int todo;
 446         double r;
 447
 448         while (len) {
 449                 drand48_r(&td->verify_state, &r);
 450
 451                 /*
 452                  * lrand48_r seems to be broken and only fill the bottom
 453                  * 32-bits, even on 64-bit archs with 64-bit longs
 454                  */
 455                 todo = sizeof(r);
 456                 if (todo > len)
 457                         todo = len;
 458
 459                 memcpy(p, &r, todo);
 460
 461                 len -= todo;
 462                 p += todo;
 463         }
 464 }
 465
 466 static void hexdump(void *buffer, int len)
 467 {
 468         unsigned char *p = buffer;
 469         int i;
 470
 471         for (i = 0; i < len; i++)
 472                 printf("%02x", p[i]);
 473         printf("\n");
 474 }
 475
 476 static int verify_io_u_crc32(struct verify_header *hdr, struct io_u *io_u)
 477 {
 478         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
 479         unsigned long c;
 480         int ret;
 481
 482         p += sizeof(*hdr);
 483         c = crc32(p, hdr->len - sizeof(*hdr));
 484         ret = c != hdr->crc32;
 485
 486         if (ret) {
 487                 fprintf(stderr, "crc32: verify failed at %llu/%u\n", io_u->offset, io_u->buflen);
 488                 fprintf(stderr, "crc32: wanted %lx, got %lx\n", hdr->crc32, c);
 489         }
 490
 491         return ret;
 492 }
 493
 494 static int verify_io_u_md5(struct verify_header *hdr, struct io_u *io_u)
 495 {
 496         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
 497         struct md5_ctx md5_ctx;
 498         int ret;
 499
 500         memset(&md5_ctx, 0, sizeof(md5_ctx));
 501         p += sizeof(*hdr);
 502         md5_update(&md5_ctx, p, hdr->len - sizeof(*hdr));
 503
 504         ret = memcmp(hdr->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
 505         if (ret) {
 506                 fprintf(stderr, "md5: verify failed at %llu/%u\n", io_u->offset, io_u->buflen);
 507                 hexdump(hdr->md5_digest, sizeof(hdr->md5_digest));
 508                 hexdump(md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
 509         }
 510
 511         return ret;
 512 }
 513
 514 static int verify_io_u(struct io_u *io_u)
 515 {
 516         struct verify_header *hdr = (struct verify_header *) io_u->buf;
 517         int ret;
 518
 519         if (hdr->fio_magic != FIO_HDR_MAGIC)
 520                 return 1;
 521
 522         if (hdr->verify_type == VERIFY_MD5)
 523                 ret = verify_io_u_md5(hdr, io_u);
 524         else if (hdr->verify_type == VERIFY_CRC32)
 525                 ret = verify_io_u_crc32(hdr, io_u);
 526         else {
 527                 fprintf(stderr, "Bad verify type %d\n", hdr->verify_type);
 528                 ret = 1;
 529         }
 530
 531         return ret;
 532 }
 533
 534 static void fill_crc32(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 535 {
 536         hdr->crc32 = crc32(p, len);
 537 }
 538
 539 static void fill_md5(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 540 {
 541         struct md5_ctx md5_ctx;
 542
 543         memset(&md5_ctx, 0, sizeof(md5_ctx));
 544         md5_update(&md5_ctx, p, len);
 545         memcpy(hdr->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
 546 }
 547
 548 unsigned int hweight32(unsigned int w)
 549 {
 550         unsigned int res = w - ((w >> 1) & 0x55555555);
 551
 552         res = (res & 0x33333333) + ((res >> 2) & 0x33333333);
 553         res = (res + (res >> 4)) & 0x0F0F0F0F;
 554         res = res + (res >> 8);
 555
 556         return (res + (res >> 16)) & 0x000000FF;
 557 }
 558
 559 unsigned long hweight64(unsigned long long w)
 560 {
 561 #if __WORDSIZE == 32
 562         return hweight32((unsigned int)(w >> 32)) + hweight32((unsigned int)w);
 563 #elif __WORDSIZE == 64
 564         unsigned long long v = w - ((w >> 1) & 0x5555555555555555ul);
 565
 566         v = (v & 0x3333333333333333ul) + ((v >> 2) & 0x3333333333333333ul);
 567         v = (v + (v >> 4)) & 0x0F0F0F0F0F0F0F0Ful;
 568         v = v + (v >> 8);
 569         v = v + (v >> 16);
 570
 571         return (v + (v >> 32)) & 0x00000000000000FFul;
 572 #else
 573 #error __WORDSIZE not defined
 574 #endif
 575 }
 576
 577 static int get_rw_ddir(struct thread_data *td)
 578 {
 579         /*
 580          * perhaps cheasy, but use the hamming weight of the position
 581          * as a randomizer for data direction.
 582          */
 583         if (td_rw(td))
 584                 return hweight64(td->last_pos) & 1;
 585         else if (td_read(td))
 586                 return DDIR_READ;
 587         else
 588                 return DDIR_WRITE;
 589 }
 590
 591 /*
 592  * fill body of io_u->buf with random data and add a header with the
 593  * (eg) sha1sum of that data.
 594  */
 595 static void populate_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 596 {
 597         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
 598         struct verify_header hdr;
 599
 600         hdr.fio_magic = FIO_HDR_MAGIC;
 601         hdr.len = io_u->buflen;
 602         p += sizeof(hdr);
 603         fill_random_bytes(td, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
 604
 605         if (td->verify == VERIFY_MD5) {
 606                 fill_md5(&hdr, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
 607                 hdr.verify_type = VERIFY_MD5;
 608         } else {
 609                 fill_crc32(&hdr, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
 610                 hdr.verify_type = VERIFY_CRC32;
 611         }
 612
 613         memcpy(io_u->buf, &hdr, sizeof(hdr));
 614 }
 615
 616 static int td_io_prep(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 617 {
 618         if (td->io_prep && td->io_prep(td, io_u))
 619                 return 1;
 620
 621         return 0;
 622 }
 623
 624 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 625 {
 626         list_del(&io_u->list);
 627         list_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
 628         td->cur_depth--;
 629 }
 630
 631 static void write_iolog_put(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 632 {
 633         fprintf(td->iolog_f, "%d,%llu,%u\n", io_u->ddir, io_u->offset, io_u->buflen);
 634 }
 635
 636 static int read_iolog_get(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 637 {
 638         struct io_piece *ipo;
 639
 640         if (!list_empty(&td->io_log_list)) {
 641                 ipo = list_entry(td->io_log_list.next, struct io_piece, list);
 642                 list_del(&ipo->list);
 643                 io_u->offset = ipo->offset;
 644                 io_u->buflen = ipo->len;
 645                 io_u->ddir = ipo->ddir;
 646                 free(ipo);
 647                 return 0;
 648         }
 649
 650         return 1;
 651 }
 652
 653 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 654 {
 655         /*
 656          * If using an iolog, grab next piece if any available.
 657          */
 658         if (td->read_iolog)
 659                 return read_iolog_get(td, io_u);
 660
 661         /*
 662          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next position.
 663          */
 664         if (!get_next_offset(td, &io_u->offset)) {
 665                 io_u->buflen = get_next_buflen(td);
 666
 667                 if (io_u->buflen) {
 668                         io_u->ddir = get_rw_ddir(td);
 669
 670                         /*
 671                          * If using a write iolog, store this entry.
 672                          */
 673                         if (td->write_iolog)
 674                                 write_iolog_put(td, io_u);
 675
 676                         return 0;
 677                 }
 678         }
 679
 680         return 1;
 681 }
 682
 683 #define queue_full(td)  (list_empty(&(td)->io_u_freelist))
 684
 685 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
 686 {
 687         struct io_u *io_u;
 688
 689         if (queue_full(td))
 690                 return NULL;
 691
 692         io_u = list_entry(td->io_u_freelist.next, struct io_u, list);
 693         io_u->error = 0;
 694         io_u->resid = 0;
 695         list_del(&io_u->list);
 696         list_add(&io_u->list, &td->io_u_busylist);
 697         td->cur_depth++;
 698         return io_u;
 699 }
 700
 701 static struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
 702 {
 703         struct io_u *io_u;
 704
 705         io_u = __get_io_u(td);
 706         if (!io_u)
 707                 return NULL;
 708
 709         if (td->zone_bytes >= td->zone_size) {
 710                 td->zone_bytes = 0;
 711                 td->last_pos += td->zone_skip;
 712         }
 713
 714         if (fill_io_u(td, io_u)) {
 715                 put_io_u(td, io_u);
 716                 return NULL;
 717         }
 718
 719         if (io_u->buflen + io_u->offset > td->real_file_size)
 720                 io_u->buflen = td->real_file_size - io_u->offset;
 721
 722         if (!io_u->buflen) {
 723                 put_io_u(td, io_u);
 724                 return NULL;
 725         }
 726
 727         if (!td->read_iolog && !td->sequential)
 728                 mark_random_map(td, io_u);
 729
 730         td->last_pos += io_u->buflen;
 731
 732         if (td->verify != VERIFY_NONE)
 733                 populate_io_u(td, io_u);
 734
 735         if (td_io_prep(td, io_u)) {
 736                 put_io_u(td, io_u);
 737                 return NULL;
 738         }
 739
 740         gettimeofday(&io_u->start_time, NULL);
 741         return io_u;
 742 }
 743
 744 static inline void td_set_runstate(struct thread_data *td, int runstate)
 745 {
 746         td->old_runstate = td->runstate;
 747         td->runstate = runstate;
 748 }
 749
 750 static int get_next_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 751 {
 752         struct io_piece *ipo;
 753
 754         if (list_empty(&td->io_hist_list))
 755                 return 1;
 756
 757         ipo = list_entry(td->io_hist_list.next, struct io_piece, list);
 758         list_del(&ipo->list);
 759
 760         io_u->offset = ipo->offset;
 761         io_u->buflen = ipo->len;
 762         io_u->ddir = DDIR_READ;
 763         free(ipo);
 764         return 0;
 765 }
 766
 767 static void prune_io_piece_log(struct thread_data *td)
 768 {
 769         struct io_piece *ipo;
 770
 771         while (!list_empty(&td->io_hist_list)) {
 772                 ipo = list_entry(td->io_hist_list.next, struct io_piece, list);
 773
 774                 list_del(&ipo->list);
 775                 free(ipo);
 776         }
 777 }
 778
 779 /*
 780  * log a succesful write, so we can unwind the log for verify
 781  */
 782 static void log_io_piece(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 783 {
 784         struct io_piece *ipo = malloc(sizeof(struct io_piece));
 785         struct list_head *entry;
 786
 787         INIT_LIST_HEAD(&ipo->list);
 788         ipo->offset = io_u->offset;
 789         ipo->len = io_u->buflen;
 790
 791         /*
 792          * for random io where the writes extend the file, it will typically
 793          * be laid out with the block scattered as written. it's faster to
 794          * read them in in that order again, so don't sort
 795          */
 796         if (td->sequential || !td->overwrite) {
 797                 list_add_tail(&ipo->list, &td->io_hist_list);
 798                 return;
 799         }
 800
 801         /*
 802          * for random io, sort the list so verify will run faster
 803          */
 804         entry = &td->io_hist_list;
 805         while ((entry = entry->prev) != &td->io_hist_list) {
 806                 struct io_piece *__ipo = list_entry(entry, struct io_piece, list);
 807
 808                 if (__ipo->offset < ipo->offset)
 809                         break;
 810         }
 811
 812         list_add(&ipo->list, entry);
 813 }
 814
 815 static void write_iolog_close(struct thread_data *td)
 816 {
 817         fflush(td->iolog_f);
 818         fclose(td->iolog_f);
 819         free(td->iolog_buf);
 820 }
 821
 822 static int init_iolog(struct thread_data *td)
 823 {
 824         unsigned long long offset;
 825         unsigned int bytes;
 826         char *str, *p;
 827         FILE *f;
 828         int rw, i, reads, writes;
 829
 830         if (!td->read_iolog && !td->write_iolog)
 831                 return 0;
 832
 833         if (td->read_iolog)
 834                 f = fopen(td->iolog_file, "r");
 835         else
 836                 f = fopen(td->iolog_file, "w");
 837
 838         if (!f) {
 839                 perror("fopen iolog");
 840                 printf("file %s, %d/%d\n", td->iolog_file, td->read_iolog, td->write_iolog);
 841                 return 1;
 842         }
 843
 844         /*
 845          * That's it for writing, setup a log buffer and we're done.
 846           */
 847         if (td->write_iolog) {
 848                 td->iolog_f = f;
 849                 td->iolog_buf = malloc(8192);
 850                 setvbuf(f, td->iolog_buf, _IOFBF, 8192);
 851                 return 0;
 852         }
 853
 854         /*
 855          * Read in the read iolog and store it, reuse the infrastructure
 856          * for doing verifications.
 857          */
 858         str = malloc(4096);
 859         reads = writes = i = 0;
 860         while ((p = fgets(str, 4096, f)) != NULL) {
 861                 struct io_piece *ipo;
 862
 863                 if (sscanf(p, "%d,%llu,%u", &rw, &offset, &bytes) != 3) {
 864                         fprintf(stderr, "bad iolog: %s\n", p);
 865                         continue;
 866                 }
 867                 if (rw == DDIR_READ)
 868                         reads++;
 869                 else if (rw == DDIR_WRITE)
 870                         writes++;
 871                 else {
 872                         fprintf(stderr, "bad ddir: %d\n", rw);
 873                         continue;
 874                 }
 875
 876                 ipo = malloc(sizeof(*ipo));
 877                 INIT_LIST_HEAD(&ipo->list);
 878                 ipo->offset = offset;
 879                 ipo->len = bytes;
 880                 if (bytes > td->max_bs)
 881                         td->max_bs = bytes;
 882                 ipo->ddir = rw;
 883                 list_add_tail(&ipo->list, &td->io_log_list);
 884                 i++;
 885         }
 886
 887         free(str);
 888         fclose(f);
 889
 890         if (!i)
 891                 return 1;
 892
 893         if (reads && !writes)
 894                 td->ddir = DDIR_READ;
 895         else if (!reads && writes)
 896                 td->ddir = DDIR_READ;
 897         else
 898                 td->iomix = 1;
 899
 900         return 0;
 901 }
 902
 903 static int sync_td(struct thread_data *td)
 904 {
 905         if (td->io_sync)
 906                 return td->io_sync(td);
 907
 908         return 0;
 909 }
 910
 911 static int io_u_getevents(struct thread_data *td, int min, int max,
 912                           struct timespec *t)
 913 {
 914         return td->io_getevents(td, min, max, t);
 915 }
 916
 917 static int io_u_queue(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 918 {
 919         gettimeofday(&io_u->issue_time, NULL);
 920
 921         return td->io_queue(td, io_u);
 922 }
 923
 924 #define iocb_time(iocb) ((unsigned long) (iocb)->data)
 925
 926 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 927                          struct io_completion_data *icd)
 928 {
 929         struct timeval e;
 930         unsigned long msec;
 931
 932         gettimeofday(&e, NULL);
 933
 934         if (!io_u->error) {
 935                 unsigned int bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
 936                 const int idx = io_u->ddir;
 937
 938                 td->io_blocks[idx]++;
 939                 td->io_bytes[idx] += bytes;
 940                 td->zone_bytes += bytes;
 941                 td->this_io_bytes[idx] += bytes;
 942
 943                 msec = mtime_since(&io_u->issue_time, &e);
 944
 945                 add_clat_sample(td, idx, msec);
 946                 add_bw_sample(td, idx);
 947
 948                 if ((td_rw(td) || td_write(td)) && idx == DDIR_WRITE)
 949                         log_io_piece(td, io_u);
 950
 951                 icd->bytes_done[idx] += bytes;
 952         } else
 953                 icd->error = io_u->error;
 954 }
 955
 956 static void ios_completed(struct thread_data *td,struct io_completion_data *icd)
 957 {
 958         struct io_u *io_u;
 959         int i;
 960
 961         icd->error = 0;
 962         icd->bytes_done[0] = icd->bytes_done[1] = 0;
 963
 964         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
 965                 io_u = td->io_event(td, i);
 966
 967                 io_completed(td, io_u, icd);
 968                 put_io_u(td, io_u);
 969         }
 970 }
 971
 972 static void cleanup_pending_aio(struct thread_data *td)
 973 {
 974         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0};
 975         struct list_head *entry, *n;
 976         struct io_completion_data icd;
 977         struct io_u *io_u;
 978         int r;
 979
 980         /*
 981          * get immediately available events, if any
 982          */
 983         r = io_u_getevents(td, 0, td->cur_depth, &ts);
 984         if (r > 0) {
 985                 icd.nr = r;
 986                 ios_completed(td, &icd);
 987         }
 988
 989         /*
 990          * now cancel remaining active events
 991          */
 992         if (td->io_cancel) {
 993                 list_for_each_safe(entry, n, &td->io_u_busylist) {
 994                         io_u = list_entry(entry, struct io_u, list);
 995
 996                         r = td->io_cancel(td, io_u);
 997                         if (!r)
 998                                 put_io_u(td, io_u);
 999                 }
1000         }
1001
1002         if (td->cur_depth) {
1003                 r = io_u_getevents(td, td->cur_depth, td->cur_depth, NULL);
1004                 if (r > 0) {
1005                         icd.nr = r;
1006                         ios_completed(td, &icd);
1007                 }
1008         }
1009 }
1010
1011 static int do_io_u_verify(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
1012 {
1013         struct io_u *v_io_u = *io_u;
1014         int ret = 0;
1015
1016         if (v_io_u) {
1017                 ret = verify_io_u(v_io_u);
1018                 put_io_u(td, v_io_u);
1019                 *io_u = NULL;
1020         }
1021
1022         return ret;
1023 }
1024
1025 static void do_verify(struct thread_data *td)
1026 {
1027         struct timeval t;
1028         struct io_u *io_u, *v_io_u = NULL;
1029         struct io_completion_data icd;
1030         int ret;
1031
1032         td_set_runstate(td, TD_VERIFYING);
1033
1034         do {
1035                 if (td->terminate)
1036                         break;
1037
1038                 gettimeofday(&t, NULL);
1039                 if (runtime_exceeded(td, &t))
1040                         break;
1041
1042                 io_u = __get_io_u(td);
1043                 if (!io_u)
1044                         break;
1045
1046                 if (get_next_verify(td, io_u)) {
1047                         put_io_u(td, io_u);
1048                         break;
1049                 }
1050
1051                 if (td_io_prep(td, io_u)) {
1052                         put_io_u(td, io_u);
1053                         break;
1054                 }
1055
1056                 ret = io_u_queue(td, io_u);
1057                 if (ret) {
1058                         put_io_u(td, io_u);
1059                         td_verror(td, ret);
1060                         break;
1061                 }
1062
1063                 /*
1064                  * we have one pending to verify, do that while
1065                  * we are doing io on the next one
1066                  */
1067                 if (do_io_u_verify(td, &v_io_u))
1068                         break;
1069
1070                 ret = io_u_getevents(td, 1, 1, NULL);
1071                 if (ret != 1) {
1072                         if (ret < 0)
1073                                 td_verror(td, ret);
1074                         break;
1075                 }
1076
1077                 v_io_u = td->io_event(td, 0);
1078                 icd.nr = 1;
1079                 icd.error = 0;
1080                 io_completed(td, v_io_u, &icd);
1081
1082                 if (icd.error) {
1083                         td_verror(td, icd.error);
1084                         put_io_u(td, v_io_u);
1085                         v_io_u = NULL;
1086                         break;
1087                 }
1088
1089                 /*
1090                  * if we can't submit more io, we need to verify now
1091                  */
1092                 if (queue_full(td) && do_io_u_verify(td, &v_io_u))
1093                         break;
1094
1095         } while (1);
1096
1097         do_io_u_verify(td, &v_io_u);
1098
1099         if (td->cur_depth)
1100                 cleanup_pending_aio(td);
1101
1102         td_set_runstate(td, TD_RUNNING);
1103 }
1104
1105 static void do_io(struct thread_data *td)
1106 {
1107         struct io_completion_data icd;
1108         struct timeval s, e;
1109         unsigned long usec;
1110
1111         while (td->this_io_bytes[td->ddir] < td->io_size) {
1112                 struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0};
1113                 struct timespec *timeout;
1114                 int ret, min_evts = 0;
1115                 struct io_u *io_u;
1116
1117                 if (td->terminate)
1118                         break;
1119
1120                 io_u = get_io_u(td);
1121                 if (!io_u)
1122                         break;
1123
1124                 memcpy(&s, &io_u->start_time, sizeof(s));
1125
1126                 ret = io_u_queue(td, io_u);
1127                 if (ret) {
1128                         put_io_u(td, io_u);
1129                         td_verror(td, ret);
1130                         break;
1131                 }
1132
1133                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, mtime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time));
1134
1135                 if (td->cur_depth < td->iodepth) {
1136                         timeout = &ts;
1137                         min_evts = 0;
1138                 } else {
1139                         timeout = NULL;
1140                         min_evts = 1;
1141                 }
1142
1143                 ret = io_u_getevents(td, min_evts, td->cur_depth, timeout);
1144                 if (ret < 0) {
1145                         td_verror(td, ret);
1146                         break;
1147                 } else if (!ret)
1148                         continue;
1149
1150                 icd.nr = ret;
1151                 ios_completed(td, &icd);
1152                 if (icd.error) {
1153                         td_verror(td, icd.error);
1154                         break;
1155                 }
1156
1157                 /*
1158                  * the rate is batched for now, it should work for batches
1159                  * of completions except the very first one which may look
1160                  * a little bursty
1161                  */
1162                 gettimeofday(&e, NULL);
1163                 usec = utime_since(&s, &e);
1164
1165                 rate_throttle(td, usec, icd.bytes_done[td->ddir]);
1166
1167                 if (check_min_rate(td, &e)) {
1168                         td_verror(td, ENOMEM);
1169                         break;
1170                 }
1171
1172                 if (runtime_exceeded(td, &e))
1173                         break;
1174
1175                 if (td->thinktime)
1176                         usec_sleep(td, td->thinktime);
1177
1178                 if (should_fsync(td) && td->fsync_blocks &&
1179                     (td->io_blocks[DDIR_WRITE] % td->fsync_blocks) == 0)
1180                         sync_td(td);
1181         }
1182
1183         if (td->cur_depth)
1184                 cleanup_pending_aio(td);
1185
1186         if (should_fsync(td) && td->end_fsync)
1187                 sync_td(td);
1188 }
1189
1190 static void cleanup_io(struct thread_data *td)
1191 {
1192         if (td->io_cleanup)
1193                 td->io_cleanup(td);
1194 }
1195
1196 static int init_io(struct thread_data *td)
1197 {
1198         if (td->io_engine == FIO_SYNCIO)
1199                 return fio_syncio_init(td);
1200         else if (td->io_engine == FIO_MMAPIO)
1201                 return fio_mmapio_init(td);
1202         else if (td->io_engine == FIO_LIBAIO)
1203                 return fio_libaio_init(td);
1204         else if (td->io_engine == FIO_POSIXAIO)
1205                 return fio_posixaio_init(td);
1206         else if (td->io_engine == FIO_SGIO)
1207                 return fio_sgio_init(td);
1208         else if (td->io_engine == FIO_SPLICEIO)
1209                 return fio_spliceio_init(td);
1210         else {
1211                 fprintf(stderr, "bad io_engine %d\n", td->io_engine);
1212                 return 1;
1213         }
1214 }
1215
1216 static void cleanup_io_u(struct thread_data *td)
1217 {
1218         struct list_head *entry, *n;
1219         struct io_u *io_u;
1220
1221         list_for_each_safe(entry, n, &td->io_u_freelist) {
1222                 io_u = list_entry(entry, struct io_u, list);
1223
1224                 list_del(&io_u->list);
1225                 free(io_u);
1226         }
1227
1228         if (td->mem_type == MEM_MALLOC)
1229                 free(td->orig_buffer);
1230         else if (td->mem_type == MEM_SHM) {
1231                 struct shmid_ds sbuf;
1232
1233                 shmdt(td->orig_buffer);
1234                 shmctl(td->shm_id, IPC_RMID, &sbuf);
1235         } else if (td->mem_type == MEM_MMAP)
1236                 munmap(td->orig_buffer, td->orig_buffer_size);
1237         else
1238                 fprintf(stderr, "Bad memory type %d\n", td->mem_type);
1239
1240         td->orig_buffer = NULL;
1241 }
1242
1243 static int init_io_u(struct thread_data *td)
1244 {
1245         struct io_u *io_u;
1246         int i, max_units;
1247         char *p;
1248
1249         if (td->io_engine & FIO_SYNCIO)
1250                 max_units = 1;
1251         else
1252                 max_units = td->iodepth;
1253
1254         td->orig_buffer_size = td->max_bs * max_units + MASK;
1255
1256         if (td->mem_type == MEM_MALLOC)
1257                 td->orig_buffer = malloc(td->orig_buffer_size);
1258         else if (td->mem_type == MEM_SHM) {
1259                 td->shm_id = shmget(IPC_PRIVATE, td->orig_buffer_size, IPC_CREAT | 0600);
1260                 if (td->shm_id < 0) {
1261                         td_verror(td, errno);
1262                         perror("shmget");
1263                         return 1;
1264                 }
1265
1266                 td->orig_buffer = shmat(td->shm_id, NULL, 0);
1267                 if (td->orig_buffer == (void *) -1) {
1268                         td_verror(td, errno);
1269                         perror("shmat");
1270                         td->orig_buffer = NULL;
1271                         return 1;
1272                 }
1273         } else if (td->mem_type == MEM_MMAP) {
1274                 td->orig_buffer = mmap(NULL, td->orig_buffer_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | OS_MAP_ANON, 0, 0);
1275                 if (td->orig_buffer == MAP_FAILED) {
1276                         td_verror(td, errno);
1277                         perror("mmap");
1278                         td->orig_buffer = NULL;
1279                         return 1;
1280                 }
1281         }
1282
1283         p = ALIGN(td->orig_buffer);
1284         for (i = 0; i < max_units; i++) {
1285                 io_u = malloc(sizeof(*io_u));
1286                 memset(io_u, 0, sizeof(*io_u));
1287                 INIT_LIST_HEAD(&io_u->list);
1288
1289                 io_u->buf = p + td->max_bs * i;
1290                 io_u->index = i;
1291                 list_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
1292         }
1293
1294         return 0;
1295 }
1296
1297 static int create_file(struct thread_data *td, unsigned long long size,
1298                        int extend)
1299 {
1300         unsigned long long left;
1301         unsigned int bs;
1302         int r, oflags;
1303         char *b;
1304
1305         /*
1306          * unless specifically asked for overwrite, let normal io extend it
1307          */
1308         if (td_write(td) && !td->overwrite)
1309                 return 0;
1310
1311         if (!size) {
1312                 fprintf(stderr, "Need size for create\n");
1313                 td_verror(td, EINVAL);
1314                 return 1;
1315         }
1316
1317         if (!extend) {
1318                 oflags = O_CREAT | O_TRUNC;
1319                 printf("Client%d: Laying out IO file (%LuMiB)\n", td->thread_number, size >> 20);
1320         } else {
1321                 oflags = O_APPEND;
1322                 printf("Client%d: Extending IO file (%Lu -> %LuMiB)\n", td->thread_number, (td->file_size - size) >> 20, td->file_size >> 20);
1323         }
1324
1325         td->fd = open(td->file_name, O_WRONLY | oflags, 0644);
1326         if (td->fd < 0) {
1327                 td_verror(td, errno);
1328                 return 1;
1329         }
1330
1331         if (!extend && ftruncate(td->fd, td->file_size) == -1) {
1332                 td_verror(td, errno);
1333                 return 1;
1334         }
1335
1336         td->io_size = td->file_size;
1337         b = malloc(td->max_bs);
1338         memset(b, 0, td->max_bs);
1339
1340         left = size;
1341         while (left && !td->terminate) {
1342                 bs = td->max_bs;
1343                 if (bs > left)
1344                         bs = left;
1345
1346                 r = write(td->fd, b, bs);
1347
1348                 if (r == (int) bs) {
1349                         left -= bs;
1350                         continue;
1351                 } else {
1352                         if (r < 0)
1353                                 td_verror(td, errno);
1354                         else
1355                                 td_verror(td, EIO);
1356
1357                         break;
1358                 }
1359         }
1360
1361         if (td->terminate)
1362                 unlink(td->file_name);
1363         else if (td->create_fsync)
1364                 fsync(td->fd);
1365
1366         close(td->fd);
1367         td->fd = -1;
1368         free(b);
1369         return 0;
1370 }
1371
1372 static int file_size(struct thread_data *td)
1373 {
1374         struct stat st;
1375
1376         if (fstat(td->fd, &st) == -1) {
1377                 td_verror(td, errno);
1378                 return 1;
1379         }
1380
1381         td->real_file_size = st.st_size;
1382
1383         if (!td->file_size || td->file_size > td->real_file_size)
1384                 td->file_size = td->real_file_size;
1385
1386         td->file_size -= td->file_offset;
1387         return 0;
1388 }
1389
1390 static int bdev_size(struct thread_data *td)
1391 {
1392         unsigned long long bytes;
1393         int r;
1394
1395         r = blockdev_size(td->fd, &bytes);
1396         if (r) {
1397                 td_verror(td, r);
1398                 return 1;
1399         }
1400
1401         td->real_file_size = bytes;
1402
1403         /*
1404          * no extend possibilities, so limit size to device size if too large
1405          */
1406         if (!td->file_size || td->file_size > td->real_file_size)
1407                 td->file_size = td->real_file_size;
1408
1409         td->file_size -= td->file_offset;
1410         return 0;
1411 }
1412
1413 static int get_file_size(struct thread_data *td)
1414 {
1415         int ret = 0;
1416
1417         if (td->filetype == FIO_TYPE_FILE)
1418                 ret = file_size(td);
1419         else if (td->filetype == FIO_TYPE_BD)
1420                 ret = bdev_size(td);
1421         else
1422                 td->real_file_size = -1;
1423
1424         if (ret)
1425                 return ret;
1426
1427         if (td->file_offset > td->real_file_size) {
1428                 fprintf(stderr, "Client%d: offset extends end (%Lu > %Lu)\n", td->thread_number, td->file_offset, td->real_file_size);
1429                 return 1;
1430         }
1431
1432         td->io_size = td->file_size;
1433         if (td->io_size == 0) {
1434                 fprintf(stderr, "Client%d: no io blocks\n", td->thread_number);
1435                 td_verror(td, EINVAL);
1436                 return 1;
1437         }
1438
1439         if (!td->zone_size)
1440                 td->zone_size = td->io_size;
1441
1442         td->total_io_size = td->io_size * td->loops;
1443         return 0;
1444 }
1445
1446 static int setup_file_mmap(struct thread_data *td)
1447 {
1448         int flags;
1449
1450         if (td_rw(td))
1451                 flags = PROT_READ | PROT_WRITE;
1452         else if (td_write(td)) {
1453                 flags = PROT_WRITE;
1454
1455                 if (td->verify != VERIFY_NONE)
1456                         flags |= PROT_READ;
1457         } else
1458                 flags = PROT_READ;
1459
1460         td->mmap = mmap(NULL, td->file_size, flags, MAP_SHARED, td->fd, td->file_offset);
1461         if (td->mmap == MAP_FAILED) {
1462                 td->mmap = NULL;
1463                 td_verror(td, errno);
1464                 return 1;
1465         }
1466
1467         if (td->invalidate_cache) {
1468                 if (madvise(td->mmap, td->file_size, MADV_DONTNEED) < 0) {
1469                         td_verror(td, errno);
1470                         return 1;
1471                 }
1472         }
1473
1474         if (td->sequential) {
1475                 if (madvise(td->mmap, td->file_size, MADV_SEQUENTIAL) < 0) {
1476                         td_verror(td, errno);
1477                         return 1;
1478                 }
1479         } else {
1480                 if (madvise(td->mmap, td->file_size, MADV_RANDOM) < 0) {
1481                         td_verror(td, errno);
1482                         return 1;
1483                 }
1484         }
1485
1486         return 0;
1487 }
1488
1489 static int setup_file_plain(struct thread_data *td)
1490 {
1491         if (td->invalidate_cache) {
1492                 if (fadvise(td->fd, td->file_offset, td->file_size, POSIX_FADV_DONTNEED) < 0) {
1493                         td_verror(td, errno);
1494                         return 1;
1495                 }
1496         }
1497
1498         if (td->sequential) {
1499                 if (fadvise(td->fd, td->file_offset, td->file_size, POSIX_FADV_SEQUENTIAL) < 0) {
1500                         td_verror(td, errno);
1501                         return 1;
1502                 }
1503         } else {
1504                 if (fadvise(td->fd, td->file_offset, td->file_size, POSIX_FADV_RANDOM) < 0) {
1505                         td_verror(td, errno);
1506                         return 1;
1507                 }
1508         }
1509
1510         return 0;
1511 }
1512
1513 static int setup_file(struct thread_data *td)
1514 {
1515         struct stat st;
1516         int flags = 0;
1517
1518         if (stat(td->file_name, &st) == -1) {
1519                 if (errno != ENOENT) {
1520                         td_verror(td, errno);
1521                         return 1;
1522                 }
1523                 if (!td->create_file) {
1524                         td_verror(td, ENOENT);
1525                         return 1;
1526                 }
1527                 if (create_file(td, td->file_size, 0))
1528                         return 1;
1529         } else if (td->filetype == FIO_TYPE_FILE) {
1530                 if (st.st_size < (off_t) td->file_size) {
1531                         if (create_file(td, td->file_size - st.st_size, 1))
1532                                 return 1;
1533                 }
1534         }
1535
1536         if (td->odirect)
1537                 flags |= O_DIRECT;
1538
1539         if (td_write(td) || td_rw(td)) {
1540                 if (td->filetype == FIO_TYPE_FILE) {
1541                         if (!td->overwrite)
1542                                 flags |= O_TRUNC;
1543
1544                         flags |= O_CREAT;
1545                 }
1546                 if (td->sync_io)
1547                         flags |= O_SYNC;
1548
1549                 flags |= O_RDWR;
1550
1551                 td->fd = open(td->file_name, flags, 0600);
1552         } else {
1553                 if (td->filetype == FIO_TYPE_CHAR)
1554                         flags |= O_RDWR;
1555                 else
1556                         flags |= O_RDONLY;
1557
1558                 td->fd = open(td->file_name, flags);
1559         }
1560
1561         if (td->fd == -1) {
1562                 td_verror(td, errno);
1563                 return 1;
1564         }
1565
1566         if (get_file_size(td))
1567                 return 1;
1568
1569         if (td->io_engine != FIO_MMAPIO)
1570                 return setup_file_plain(td);
1571         else
1572                 return setup_file_mmap(td);
1573 }
1574
1575 static int check_dev_match(dev_t dev, char *path)
1576 {
1577         unsigned int major, minor;
1578         char line[256], *p;
1579         FILE *f;
1580
1581         f = fopen(path, "r");
1582         if (!f) {
1583                 perror("open path");
1584                 return 1;
1585         }
1586
1587         p = fgets(line, sizeof(line), f);
1588         if (!p) {
1589                 fclose(f);
1590                 return 1;
1591         }
1592
1593         if (sscanf(p, "%u:%u", &major, &minor) != 2) {
1594                 fclose(f);
1595                 return 1;
1596         }
1597
1598         if (((major << 8) | minor) == dev) {
1599                 fclose(f);
1600                 return 0;
1601         }
1602
1603         fclose(f);
1604         return 1;
1605 }
1606
1607 static int find_block_dir(dev_t dev, char *path)
1608 {
1609         struct dirent *dir;
1610         struct stat st;
1611         int found = 0;
1612         DIR *D;
1613
1614         D = opendir(path);
1615         if (!D)
1616                 return 0;
1617
1618         while ((dir = readdir(D)) != NULL) {
1619                 char full_path[256];
1620
1621                 if (!strcmp(dir->d_name, ".") || !strcmp(dir->d_name, ".."))
1622                         continue;
1623                 if (!strcmp(dir->d_name, "device"))
1624                         continue;
1625
1626                 sprintf(full_path, "%s/%s", path, dir->d_name);
1627
1628                 if (!strcmp(dir->d_name, "dev")) {
1629                         if (!check_dev_match(dev, full_path)) {
1630                                 found = 1;
1631                                 break;
1632                         }
1633                 }
1634
1635                 if (stat(full_path, &st) == -1) {
1636                         perror("stat");
1637                         break;
1638                 }
1639
1640                 if (!S_ISDIR(st.st_mode) || S_ISLNK(st.st_mode))
1641                         continue;
1642
1643                 found = find_block_dir(dev, full_path);
1644                 if (found) {
1645                         strcpy(path, full_path);
1646                         break;
1647                 }
1648         }
1649
1650         closedir(D);
1651         return found;
1652 }
1653
1654 static int get_io_ticks(struct disk_util *du, struct disk_util_stat *dus)
1655 {
1656         unsigned in_flight;
1657         char line[256];
1658         FILE *f;
1659         char *p;
1660
1661         f = fopen(du->path, "r");
1662         if (!f)
1663                 return 1;
1664
1665         p = fgets(line, sizeof(line), f);
1666         if (!p) {
1667                 fclose(f);
1668                 return 1;
1669         }
1670
1671         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) {
1672                 fclose(f);
1673                 return 1;
1674         }
1675
1676         fclose(f);
1677         return 0;
1678 }
1679
1680 static void update_io_tick_disk(struct disk_util *du)
1681 {
1682         struct disk_util_stat __dus, *dus, *ldus;
1683         struct timeval t;
1684
1685         if (get_io_ticks(du, &__dus))
1686                 return;
1687
1688         dus = &du->dus;
1689         ldus = &du->last_dus;
1690
1691         dus->sectors[0] += (__dus.sectors[0] - ldus->sectors[0]);
1692         dus->sectors[1] += (__dus.sectors[1] - ldus->sectors[1]);
1693         dus->ios[0] += (__dus.ios[0] - ldus->ios[0]);
1694         dus->ios[1] += (__dus.ios[1] - ldus->ios[1]);
1695         dus->merges[0] += (__dus.merges[0] - ldus->merges[0]);
1696         dus->merges[1] += (__dus.merges[1] - ldus->merges[1]);
1697         dus->ticks[0] += (__dus.ticks[0] - ldus->ticks[0]);
1698         dus->ticks[1] += (__dus.ticks[1] - ldus->ticks[1]);
1699         dus->io_ticks += (__dus.io_ticks - ldus->io_ticks);
1700         dus->time_in_queue += (__dus.time_in_queue - ldus->time_in_queue);
1701
1702         gettimeofday(&t, NULL);
1703         du->msec += mtime_since(&du->time, &t);
1704         memcpy(&du->time, &t, sizeof(t));
1705         memcpy(ldus, &__dus, sizeof(__dus));
1706 }
1707
1708 static void update_io_ticks(void)
1709 {
1710         struct list_head *entry;
1711         struct disk_util *du;
1712
1713         list_for_each(entry, &disk_list) {
1714                 du = list_entry(entry, struct disk_util, list);
1715                 update_io_tick_disk(du);
1716         }
1717 }
1718
1719 static int disk_util_exists(dev_t dev)
1720 {
1721         struct list_head *entry;
1722         struct disk_util *du;
1723
1724         list_for_each(entry, &disk_list) {
1725                 du = list_entry(entry, struct disk_util, list);
1726
1727                 if (du->dev == dev)
1728                         return 1;
1729         }
1730
1731         return 0;
1732 }
1733
1734 static void disk_util_add(dev_t dev, char *path)
1735 {
1736         struct disk_util *du = malloc(sizeof(*du));
1737
1738         memset(du, 0, sizeof(*du));
1739         INIT_LIST_HEAD(&du->list);
1740         sprintf(du->path, "%s/stat", path);
1741         du->name = strdup(basename(path));
1742         du->dev = dev;
1743
1744         gettimeofday(&du->time, NULL);
1745         get_io_ticks(du, &du->last_dus);
1746
1747         list_add_tail(&du->list, &disk_list);
1748 }
1749
1750 static void init_disk_util(struct thread_data *td)
1751 {
1752         struct stat st;
1753         char foo[256], tmp[256];
1754         dev_t dev;
1755         char *p;
1756
1757         if (!td->do_disk_util)
1758                 return;
1759
1760         if (!stat(td->file_name, &st)) {
1761                 if (S_ISBLK(st.st_mode))
1762                         dev = st.st_rdev;
1763                 else
1764                         dev = st.st_dev;
1765         } else {
1766                 /*
1767                  * must be a file, open "." in that path
1768                  */
1769                 strcpy(foo, td->file_name);
1770                 p = dirname(foo);
1771                 if (stat(p, &st)) {
1772                         perror("disk util stat");
1773                         return;
1774                 }
1775
1776                 dev = st.st_dev;
1777         }
1778
1779         if (disk_util_exists(dev))
1780                 return;
1781
1782         sprintf(foo, "/sys/block");
1783         if (!find_block_dir(dev, foo))
1784                 return;
1785
1786         /*
1787          * If there's a ../queue/ directory there, we are inside a partition.
1788          * Check if that is the case and jump back. For loop/md/dm etc we
1789          * are already in the right spot.
1790          */
1791         sprintf(tmp, "%s/../queue", foo);
1792         if (!stat(tmp, &st)) {
1793                 p = dirname(foo);
1794                 sprintf(tmp, "%s/queue", p);
1795                 if (stat(tmp, &st)) {
1796                         fprintf(stderr, "unknown sysfs layout\n");
1797                         return;
1798                 }
1799                 sprintf(foo, "%s", p);
1800         }
1801
1802         disk_util_add(dev, foo);
1803 }
1804
1805 static void disk_util_timer_arm(void)
1806 {
1807         itimer.it_value.tv_sec = 0;
1808         itimer.it_value.tv_usec = DISK_UTIL_MSEC * 1000;
1809         setitimer(ITIMER_REAL, &itimer, NULL);
1810 }
1811
1812 static void clear_io_state(struct thread_data *td)
1813 {
1814         if (td->io_engine == FIO_SYNCIO)
1815                 lseek(td->fd, SEEK_SET, 0);
1816
1817         td->last_pos = 0;
1818         td->stat_io_bytes[0] = td->stat_io_bytes[1] = 0;
1819         td->this_io_bytes[0] = td->this_io_bytes[1] = 0;
1820         td->zone_bytes = 0;
1821
1822         if (td->file_map)
1823                 memset(td->file_map, 0, td->num_maps * sizeof(long));
1824 }
1825
1826 static void update_rusage_stat(struct thread_data *td)
1827 {
1828         if (!(td->runtime[0] + td->runtime[1]))
1829                 return;
1830
1831         getrusage(RUSAGE_SELF, &td->ru_end);
1832
1833         td->usr_time += mtime_since(&td->ru_start.ru_utime, &td->ru_end.ru_utime);
1834         td->sys_time += mtime_since(&td->ru_start.ru_stime, &td->ru_end.ru_stime);
1835         td->ctx += td->ru_end.ru_nvcsw + td->ru_end.ru_nivcsw - (td->ru_start.ru_nvcsw + td->ru_start.ru_nivcsw);
1836
1837
1838         memcpy(&td->ru_start, &td->ru_end, sizeof(td->ru_end));
1839 }
1840
1841 static void *thread_main(void *data)
1842 {
1843         struct thread_data *td = data;
1844         int ret = 1;
1845
1846         if (!td->use_thread)
1847                 setsid();
1848
1849         td->pid = getpid();
1850
1851         INIT_LIST_HEAD(&td->io_u_freelist);
1852         INIT_LIST_HEAD(&td->io_u_busylist);
1853         INIT_LIST_HEAD(&td->io_hist_list);
1854         INIT_LIST_HEAD(&td->io_log_list);
1855
1856         if (init_io_u(td))
1857                 goto err;
1858
1859         if (fio_setaffinity(td) == -1) {
1860                 td_verror(td, errno);
1861                 goto err;
1862         }
1863
1864         if (init_io(td))
1865                 goto err;
1866
1867         if (init_iolog(td))
1868                 goto err;
1869
1870         if (td->ioprio) {
1871                 if (ioprio_set(IOPRIO_WHO_PROCESS, 0, td->ioprio) == -1) {
1872                         td_verror(td, errno);
1873                         goto err;
1874                 }
1875         }
1876
1877         if (init_random_state(td))
1878                 goto err;
1879
1880         td_set_runstate(td, TD_INITIALIZED);
1881         sem_post(&startup_sem);
1882         sem_wait(&td->mutex);
1883         ret = 0;
1884
1885         if (!td->create_serialize && setup_file(td))
1886                 goto err;
1887
1888         gettimeofday(&td->epoch, NULL);
1889
1890         while (td->loops--) {
1891                 getrusage(RUSAGE_SELF, &td->ru_start);
1892                 gettimeofday(&td->start, NULL);
1893                 memcpy(&td->stat_sample_time, &td->start, sizeof(td->start));
1894
1895                 if (td->ratemin)
1896                         memcpy(&td->lastrate, &td->stat_sample_time, sizeof(td->lastrate));
1897
1898                 clear_io_state(td);
1899                 prune_io_piece_log(td);
1900
1901                 do_io(td);
1902
1903                 td->runtime[td->ddir] += mtime_since_now(&td->start);
1904                 if (td_rw(td) && td->io_bytes[td->ddir ^ 1])
1905                         td->runtime[td->ddir ^ 1] = td->runtime[td->ddir];
1906
1907                 update_rusage_stat(td);
1908
1909                 if (td->error || td->terminate)
1910                         break;
1911
1912                 if (td->verify == VERIFY_NONE)
1913                         continue;
1914
1915                 clear_io_state(td);
1916                 gettimeofday(&td->start, NULL);
1917
1918                 do_verify(td);
1919
1920                 td->runtime[DDIR_READ] += mtime_since_now(&td->start);
1921
1922                 if (td->error || td->terminate)
1923                         break;
1924         }
1925
1926         if (td->bw_log)
1927                 finish_log(td, td->bw_log, "bw");
1928         if (td->slat_log)
1929                 finish_log(td, td->slat_log, "slat");
1930         if (td->clat_log)
1931                 finish_log(td, td->clat_log, "clat");
1932         if (td->write_iolog)
1933                 write_iolog_close(td);
1934
1935         if (exitall_on_terminate)
1936                 terminate_threads(td->groupid);
1937
1938 err:
1939         if (td->fd != -1) {
1940                 close(td->fd);
1941                 td->fd = -1;
1942         }
1943         if (td->mmap)
1944                 munmap(td->mmap, td->file_size);
1945         cleanup_io(td);
1946         cleanup_io_u(td);
1947         if (ret) {
1948                 sem_post(&startup_sem);
1949                 sem_wait(&td->mutex);
1950         }
1951         td_set_runstate(td, TD_EXITED);
1952         return NULL;
1953
1954 }
1955
1956 static void *fork_main(int shmid, int offset)
1957 {
1958         struct thread_data *td;
1959         void *data;
1960
1961         data = shmat(shmid, NULL, 0);
1962         if (data == (void *) -1) {
1963                 perror("shmat");
1964                 return NULL;
1965         }
1966
1967         td = data + offset * sizeof(struct thread_data);
1968         thread_main(td);
1969         shmdt(data);
1970         return NULL;
1971 }
1972
1973 static int calc_lat(struct io_stat *is, unsigned long *min, unsigned long *max,
1974                     double *mean, double *dev)
1975 {
1976         double n;
1977
1978         if (is->samples == 0)
1979                 return 0;
1980
1981         *min = is->min_val;
1982         *max = is->max_val;
1983
1984         n = (double) is->samples;
1985         *mean = (double) is->val / n;
1986         *dev = sqrt(((double) is->val_sq - (*mean * *mean) / n) / (n - 1));
1987         if (!(*min + *max) && !(*mean + *dev))
1988                 return 0;
1989
1990         return 1;
1991 }
1992
1993 static void show_ddir_status(struct thread_data *td, struct group_run_stats *rs,
1994                              int ddir)
1995 {
1996         char *ddir_str[] = { "read ", "write" };
1997         unsigned long min, max;
1998         unsigned long long bw;
1999         double mean, dev;
2000
2001         if (!td->runtime[ddir])
2002                 return;
2003
2004         bw = td->io_bytes[ddir] / td->runtime[ddir];
2005         printf("  %s: io=%6lluMiB, bw=%6lluKiB/s, runt=%6lumsec\n", ddir_str[ddir], td->io_bytes[ddir] >> 20, bw, td->runtime[ddir]);
2006
2007         if (calc_lat(&td->slat_stat[ddir], &min, &max, &mean, &dev))
2008                 printf("    slat (msec): min=%5lu, max=%5lu, avg=%5.02f, dev=%5.02f\n", min, max, mean, dev);
2009
2010         if (calc_lat(&td->clat_stat[ddir], &min, &max, &mean, &dev))
2011                 printf("    clat (msec): min=%5lu, max=%5lu, avg=%5.02f, dev=%5.02f\n", min, max, mean, dev);
2012
2013         if (calc_lat(&td->bw_stat[ddir], &min, &max, &mean, &dev)) {
2014                 double p_of_agg;
2015
2016                 p_of_agg = mean * 100 / (double) rs->agg[ddir];
2017                 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);
2018         }
2019 }
2020
2021 static void show_thread_status(struct thread_data *td,
2022                                struct group_run_stats *rs)
2023 {
2024         double usr_cpu, sys_cpu;
2025
2026         if (!(td->io_bytes[0] + td->io_bytes[1]) && !td->error)
2027                 return;
2028
2029         printf("Client%d (groupid=%d): err=%2d:\n", td->thread_number, td->groupid, td->error);
2030
2031         show_ddir_status(td, rs, td->ddir);
2032         if (td->io_bytes[td->ddir ^ 1])
2033                 show_ddir_status(td, rs, td->ddir ^ 1);
2034
2035         if (td->runtime[0] + td->runtime[1]) {
2036                 double runt = td->runtime[0] + td->runtime[1];
2037
2038                 usr_cpu = (double) td->usr_time * 100 / runt;
2039                 sys_cpu = (double) td->sys_time * 100 / runt;
2040         } else {
2041                 usr_cpu = 0;
2042                 sys_cpu = 0;
2043         }
2044
2045         printf("  cpu          : usr=%3.2f%%, sys=%3.2f%%, ctx=%lu\n", usr_cpu, sys_cpu, td->ctx);
2046 }
2047
2048 static void check_str_update(struct thread_data *td)
2049 {
2050         char c = run_str[td->thread_number - 1];
2051
2052         if (td->runstate == td->old_runstate)
2053                 return;
2054
2055         switch (td->runstate) {
2056                 case TD_REAPED:
2057                         c = '_';
2058                         break;
2059                 case TD_EXITED:
2060                         c = 'E';
2061                         break;
2062                 case TD_RUNNING:
2063                         if (td_rw(td)) {
2064                                 if (td->sequential)
2065                                         c = 'M';
2066                                 else
2067                                         c = 'm';
2068                         } else if (td_read(td)) {
2069                                 if (td->sequential)
2070                                         c = 'R';
2071                                 else
2072                                         c = 'r';
2073                         } else {
2074                                 if (td->sequential)
2075                                         c = 'W';
2076                                 else
2077                                         c = 'w';
2078                         }
2079                         break;
2080                 case TD_VERIFYING:
2081                         c = 'V';
2082                         break;
2083                 case TD_CREATED:
2084                         c = 'C';
2085                         break;
2086                 case TD_INITIALIZED:
2087                         c = 'I';
2088                         break;
2089                 case TD_NOT_CREATED:
2090                         c = 'P';
2091                         break;
2092                 default:
2093                         printf("state %d\n", td->runstate);
2094         }
2095
2096         run_str[td->thread_number - 1] = c;
2097         td->old_runstate = td->runstate;
2098 }
2099
2100 static void eta_to_str(char *str, int eta_sec)
2101 {
2102         unsigned int d, h, m, s;
2103         static int always_d, always_h;
2104
2105         d = h = m = s = 0;
2106
2107         s = eta_sec % 60;
2108         eta_sec /= 60;
2109         m = eta_sec % 60;
2110         eta_sec /= 60;
2111         h = eta_sec % 24;
2112         eta_sec /= 24;
2113         d = eta_sec;
2114
2115         if (d || always_d) {
2116                 always_d = 1;
2117                 str += sprintf(str, "%02dd:", d);
2118         }
2119         if (h || always_h) {
2120                 always_h = 1;
2121                 str += sprintf(str, "%02dh:", h);
2122         }
2123
2124         str += sprintf(str, "%02dm:", m);
2125         str += sprintf(str, "%02ds", s);
2126 }
2127
2128 static int thread_eta(struct thread_data *td, unsigned long elapsed)
2129 {
2130         unsigned long long bytes_total, bytes_done;
2131         unsigned int eta_sec = 0;
2132
2133         bytes_total = td->total_io_size;
2134
2135         /*
2136          * if writing, bytes_total will be twice the size. If mixing,
2137          * assume a 50/50 split and thus bytes_total will be 50% larger.
2138          */
2139         if (td->verify) {
2140                 if (td_rw(td))
2141                         bytes_total = bytes_total * 3 / 2;
2142                 else
2143                         bytes_total <<= 1;
2144         }
2145         if (td->zone_size && td->zone_skip)
2146                 bytes_total /= (td->zone_skip / td->zone_size);
2147
2148         if (td->runstate == TD_RUNNING || td->runstate == TD_VERIFYING) {
2149                 double perc;
2150
2151                 bytes_done = td->io_bytes[DDIR_READ] + td->io_bytes[DDIR_WRITE];
2152                 perc = (double) bytes_done / (double) bytes_total;
2153                 if (perc > 1.0)
2154                         perc = 1.0;
2155
2156                 eta_sec = (elapsed * (1.0 / perc)) - elapsed;
2157
2158                 if (td->timeout && eta_sec > (td->timeout - elapsed))
2159                         eta_sec = td->timeout - elapsed;
2160         } else if (td->runstate == TD_NOT_CREATED || td->runstate == TD_CREATED
2161                         || td->runstate == TD_INITIALIZED) {
2162                 int t_eta = 0, r_eta = 0;
2163
2164                 /*
2165                  * We can only guess - assume it'll run the full timeout
2166                  * if given, otherwise assume it'll run at the specified rate.
2167                  */
2168                 if (td->timeout)
2169                         t_eta = td->timeout + td->start_delay - elapsed;
2170                 if (td->rate) {
2171                         r_eta = (bytes_total / 1024) / td->rate;
2172                         r_eta += td->start_delay - elapsed;
2173                 }
2174
2175                 if (r_eta && t_eta)
2176                         eta_sec = min(r_eta, t_eta);
2177                 else if (r_eta)
2178                         eta_sec = r_eta;
2179                 else if (t_eta)
2180                         eta_sec = t_eta;
2181                 else
2182                         eta_sec = INT_MAX;
2183         } else {
2184                 /*
2185                  * thread is already done
2186                  */
2187                 eta_sec = 0;
2188         }
2189
2190         return eta_sec;
2191 }
2192
2193 static void print_thread_status(void)
2194 {
2195         unsigned long elapsed = time_since_now(&genesis);
2196         int i, nr_running, t_rate, m_rate, *eta_secs, eta_sec;
2197         char eta_str[32];
2198         double perc = 0.0;
2199
2200         eta_secs = malloc(thread_number * sizeof(int));
2201         memset(eta_secs, 0, thread_number * sizeof(int));
2202
2203         nr_running = t_rate = m_rate = 0;
2204         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2205                 struct thread_data *td = &threads[i];
2206
2207                 if (td->runstate == TD_RUNNING || td->runstate == TD_VERIFYING){
2208                         nr_running++;
2209                         t_rate += td->rate;
2210                         m_rate += td->ratemin;
2211                 }
2212
2213                 if (elapsed >= 3)
2214                         eta_secs[i] = thread_eta(td, elapsed);
2215                 else
2216                         eta_secs[i] = INT_MAX;
2217
2218                 check_str_update(td);
2219         }
2220
2221         if (exitall_on_terminate)
2222                 eta_sec = INT_MAX;
2223         else
2224                 eta_sec = 0;
2225
2226         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2227                 if (exitall_on_terminate) {
2228                         if (eta_secs[i] < eta_sec)
2229                                 eta_sec = eta_secs[i];
2230                 } else {
2231                         if (eta_secs[i] > eta_sec)
2232                                 eta_sec = eta_secs[i];
2233                 }
2234         }
2235
2236         if (eta_sec != INT_MAX && elapsed) {
2237                 perc = (double) elapsed / (double) (elapsed + eta_sec);
2238                 eta_to_str(eta_str, eta_sec);
2239         }
2240
2241         printf("Threads now running (%d)", nr_running);
2242         if (m_rate || t_rate)
2243                 printf(", commitrate %d/%dKiB/sec", t_rate, m_rate);
2244         if (eta_sec != INT_MAX) {
2245                 perc *= 100.0;
2246                 printf(": [%s] [%3.2f%% done] [eta %s]", run_str, perc,eta_str);
2247         }
2248         printf("\r");
2249         fflush(stdout);
2250         free(eta_secs);
2251 }
2252
2253 static void reap_threads(int *nr_running, int *t_rate, int *m_rate)
2254 {
2255         int i;
2256
2257         /*
2258          * reap exited threads (TD_EXITED -> TD_REAPED)
2259          */
2260         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2261                 struct thread_data *td = &threads[i];
2262
2263                 if (td->runstate != TD_EXITED)
2264                         continue;
2265
2266                 td_set_runstate(td, TD_REAPED);
2267
2268                 if (td->use_thread) {
2269                         long ret;
2270
2271                         if (pthread_join(td->thread, (void *) &ret))
2272                                 perror("thread_join");
2273                 } else
2274                         waitpid(td->pid, NULL, 0);
2275
2276                 (*nr_running)--;
2277                 (*m_rate) -= td->ratemin;
2278                 (*t_rate) -= td->rate;
2279         }
2280 }
2281
2282 static void fio_unpin_memory(void *pinned)
2283 {
2284         if (pinned) {
2285                 if (munlock(pinned, mlock_size) < 0)
2286                         perror("munlock");
2287                 munmap(pinned, mlock_size);
2288         }
2289 }
2290
2291 static void *fio_pin_memory(void)
2292 {
2293         long pagesize, pages;
2294         void *ptr;
2295
2296         if (!mlock_size)
2297                 return NULL;
2298
2299         /*
2300          * Don't allow mlock of more than real_mem-128MB
2301          */
2302         pagesize = sysconf(_SC_PAGESIZE);
2303         pages = sysconf(_SC_PHYS_PAGES);
2304         if (pages != -1 && pagesize != -1) {
2305                 unsigned long long real_mem = pages * pagesize;
2306
2307                 if ((mlock_size + 128 * 1024 * 1024) > real_mem) {
2308                         mlock_size = real_mem - 128 * 1024 * 1024;
2309                         printf("fio: limiting mlocked memory to %lluMiB\n",
2310                                                         mlock_size >> 20);
2311                 }
2312         }
2313
2314         ptr = mmap(NULL, mlock_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | OS_MAP_ANON, 0, 0);
2315         if (!ptr) {
2316                 perror("malloc locked mem");
2317                 return NULL;
2318         }
2319         if (mlock(ptr, mlock_size) < 0) {
2320                 munmap(ptr, mlock_size);
2321                 perror("mlock");
2322                 return NULL;
2323         }
2324
2325         return ptr;
2326 }
2327
2328 static void run_threads(void)
2329 {
2330         struct thread_data *td;
2331         unsigned long spent;
2332         int i, todo, nr_running, m_rate, t_rate, nr_started;
2333         void *mlocked_mem;
2334
2335         mlocked_mem = fio_pin_memory();
2336
2337         printf("Starting %d thread%s\n", thread_number, thread_number > 1 ? "s" : "");
2338         fflush(stdout);
2339
2340         signal(SIGINT, sig_handler);
2341         signal(SIGALRM, sig_handler);
2342
2343         todo = thread_number;
2344         nr_running = 0;
2345         nr_started = 0;
2346         m_rate = t_rate = 0;
2347
2348         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2349                 td = &threads[i];
2350
2351                 run_str[td->thread_number - 1] = 'P';
2352
2353                 init_disk_util(td);
2354
2355                 if (!td->create_serialize)
2356                         continue;
2357
2358                 /*
2359                  * do file setup here so it happens sequentially,
2360                  * we don't want X number of threads getting their
2361                  * client data interspersed on disk
2362                  */
2363                 if (setup_file(td)) {
2364                         td_set_runstate(td, TD_REAPED);
2365                         todo--;
2366                 }
2367         }
2368
2369         gettimeofday(&genesis, NULL);
2370
2371         while (todo) {
2372                 struct thread_data *map[MAX_JOBS];
2373                 struct timeval this_start;
2374                 int this_jobs = 0, left;
2375
2376                 /*
2377                  * create threads (TD_NOT_CREATED -> TD_CREATED)
2378                  */
2379                 for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2380                         td = &threads[i];
2381
2382                         if (td->runstate != TD_NOT_CREATED)
2383                                 continue;
2384
2385                         /*
2386                          * never got a chance to start, killed by other
2387                          * thread for some reason
2388                          */
2389                         if (td->terminate) {
2390                                 todo--;
2391                                 continue;
2392                         }
2393
2394                         if (td->start_delay) {
2395                                 spent = mtime_since_now(&genesis);
2396
2397                                 if (td->start_delay * 1000 > spent)
2398                                         continue;
2399                         }
2400
2401                         if (td->stonewall && (nr_started || nr_running))
2402                                 break;
2403
2404                         /*
2405                          * Set state to created. Thread will transition
2406                          * to TD_INITIALIZED when it's done setting up.
2407                          */
2408                         td_set_runstate(td, TD_CREATED);
2409                         map[this_jobs++] = td;
2410                         sem_init(&startup_sem, 0, 1);
2411                         nr_started++;
2412
2413                         if (td->use_thread) {
2414                                 if (pthread_create(&td->thread, NULL, thread_main, td)) {
2415                                         perror("thread_create");
2416                                         nr_started--;
2417                                 }
2418                         } else {
2419                                 if (fork())
2420                                         sem_wait(&startup_sem);
2421                                 else {
2422                                         fork_main(shm_id, i);
2423                                         exit(0);
2424                                 }
2425                         }
2426                 }
2427
2428                 /*
2429                  * Wait for the started threads to transition to
2430                  * TD_INITIALIZED.
2431                  */
2432                 printf("fio: Waiting for threads to initialize...\n");
2433                 gettimeofday(&this_start, NULL);
2434                 left = this_jobs;
2435                 while (left) {
2436                         if (mtime_since_now(&this_start) > JOB_START_TIMEOUT)
2437                                 break;
2438
2439                         usleep(100000);
2440
2441                         for (i = 0; i < this_jobs; i++) {
2442                                 td = map[i];
2443                                 if (!td)
2444                                         continue;
2445                                 if (td->runstate == TD_INITIALIZED ||
2446                                     td->runstate >= TD_EXITED) {
2447                                         map[i] = NULL;
2448                                         left--;
2449                                         continue;
2450                                 }
2451                         }
2452                 }
2453
2454                 if (left) {
2455                         fprintf(stderr, "fio: %d jobs failed to start\n", left);
2456                         for (i = 0; i < this_jobs; i++) {
2457                                 td = map[i];
2458                                 if (!td)
2459                                         continue;
2460                                 kill(td->pid, SIGTERM);
2461                         }
2462                         break;
2463                 }
2464
2465                 /*
2466                  * start created threads (TD_INITIALIZED -> TD_RUNNING)
2467                  */
2468                 printf("fio: Go for launch\n");
2469                 for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2470                         td = &threads[i];
2471
2472                         if (td->runstate != TD_INITIALIZED)
2473                                 continue;
2474
2475                         td_set_runstate(td, TD_RUNNING);
2476                         nr_running++;
2477                         nr_started--;
2478                         m_rate += td->ratemin;
2479                         t_rate += td->rate;
2480                         todo--;
2481                         sem_post(&td->mutex);
2482                 }
2483
2484                 reap_threads(&nr_running, &t_rate, &m_rate);
2485
2486                 if (todo)
2487                         usleep(100000);
2488         }
2489
2490         while (nr_running) {
2491                 reap_threads(&nr_running, &t_rate, &m_rate);
2492                 usleep(10000);
2493         }
2494
2495         update_io_ticks();
2496         fio_unpin_memory(mlocked_mem);
2497 }
2498
2499 static void show_group_stats(struct group_run_stats *rs, int id)
2500 {
2501         printf("\nRun status group %d (all jobs):\n", id);
2502
2503         if (rs->max_run[DDIR_READ])
2504                 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]);
2505         if (rs->max_run[DDIR_WRITE])
2506                 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]);
2507 }
2508
2509 static void show_disk_util(void)
2510 {
2511         struct disk_util_stat *dus;
2512         struct list_head *entry;
2513         struct disk_util *du;
2514         double util;
2515
2516         printf("\nDisk stats (read/write):\n");
2517
2518         list_for_each(entry, &disk_list) {
2519                 du = list_entry(entry, struct disk_util, list);
2520                 dus = &du->dus;
2521
2522                 util = (double) 100 * du->dus.io_ticks / (double) du->msec;
2523                 if (util > 100.0)
2524                         util = 100.0;
2525
2526                 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);
2527         }
2528 }
2529
2530 static void show_run_stats(void)
2531 {
2532         struct group_run_stats *runstats, *rs;
2533         struct thread_data *td;
2534         int i;
2535
2536         runstats = malloc(sizeof(struct group_run_stats) * (groupid + 1));
2537
2538         for (i = 0; i < groupid + 1; i++) {
2539                 rs = &runstats[i];
2540
2541                 memset(rs, 0, sizeof(*rs));
2542                 rs->min_bw[0] = rs->min_run[0] = ~0UL;
2543                 rs->min_bw[1] = rs->min_run[1] = ~0UL;
2544         }
2545
2546         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2547                 unsigned long long rbw, wbw;
2548
2549                 td = &threads[i];
2550
2551                 if (td->error) {
2552                         printf("Client%d: %s\n", td->thread_number, td->verror);
2553                         continue;
2554                 }
2555
2556                 rs = &runstats[td->groupid];
2557
2558                 if (td->runtime[0] < rs->min_run[0] || !rs->min_run[0])
2559                         rs->min_run[0] = td->runtime[0];
2560                 if (td->runtime[0] > rs->max_run[0])
2561                         rs->max_run[0] = td->runtime[0];
2562                 if (td->runtime[1] < rs->min_run[1] || !rs->min_run[1])
2563                         rs->min_run[1] = td->runtime[1];
2564                 if (td->runtime[1] > rs->max_run[1])
2565                         rs->max_run[1] = td->runtime[1];
2566
2567                 rbw = wbw = 0;
2568                 if (td->runtime[0])
2569                         rbw = td->io_bytes[0] / (unsigned long long) td->runtime[0];
2570                 if (td->runtime[1])
2571                         wbw = td->io_bytes[1] / (unsigned long long) td->runtime[1];
2572
2573                 if (rbw < rs->min_bw[0])
2574                         rs->min_bw[0] = rbw;
2575                 if (wbw < rs->min_bw[1])
2576                         rs->min_bw[1] = wbw;
2577                 if (rbw > rs->max_bw[0])
2578                         rs->max_bw[0] = rbw;
2579                 if (wbw > rs->max_bw[1])
2580                         rs->max_bw[1] = wbw;
2581
2582                 rs->io_mb[0] += td->io_bytes[0] >> 20;
2583                 rs->io_mb[1] += td->io_bytes[1] >> 20;
2584         }
2585
2586         for (i = 0; i < groupid + 1; i++) {
2587                 rs = &runstats[i];
2588
2589                 if (rs->max_run[0])
2590                         rs->agg[0] = (rs->io_mb[0]*1024*1000) / rs->max_run[0];
2591                 if (rs->max_run[1])
2592                         rs->agg[1] = (rs->io_mb[1]*1024*1000) / rs->max_run[1];
2593         }
2594
2595         /*
2596          * don't overwrite last signal output
2597          */
2598         printf("\n");
2599
2600         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2601                 td = &threads[i];
2602                 rs = &runstats[td->groupid];
2603
2604                 show_thread_status(td, rs);
2605         }
2606
2607         for (i = 0; i < groupid + 1; i++)
2608                 show_group_stats(&runstats[i], i);
2609
2610         show_disk_util();
2611 }
2612
2613 int main(int argc, char *argv[])
2614 {
2615         if (parse_options(argc, argv))
2616                 return 1;
2617
2618         if (!thread_number) {
2619                 printf("Nothing to do\n");
2620                 return 1;
2621         }
2622
2623         disk_util_timer_arm();
2624
2625         run_threads();
2626         show_run_stats();
2627
2628         return 0;
2629 }