[PATCH] cleanup sg ioctl vs read approach
[fio.git] / fio.c
1 /*
2  * fio - the flexible io tester
3  *
4  * Copyright (C) 2005 Jens Axboe <axboe@suse.de>
5  *
6  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
8  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
9  *  (at your option) any later version.
10  *
11  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
12  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  *  GNU General Public License for more details.
15  *
16  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
17  *  along with this program; if not, write to the Free Software
18  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
19  *
20  */
21 #include <stdio.h>
22 #include <stdlib.h>
23 #include <unistd.h>
24 #include <fcntl.h>
25 #include <string.h>
26 #include <errno.h>
27 #include <signal.h>
28 #include <time.h>
29 #include <math.h>
30 #include <assert.h>
31 #include <dirent.h>
32 #include <libgen.h>
33 #include <sys/types.h>
34 #include <sys/stat.h>
35 #include <sys/wait.h>
36 #include <sys/ipc.h>
37 #include <sys/shm.h>
38 #include <sys/ioctl.h>
39 #include <sys/mman.h>
40
41 #include "fio.h"
42 #include "os.h"
43
44 #define MASK    (4095)
45
46 #define ALIGN(buf)      (char *) (((unsigned long) (buf) + MASK) & ~(MASK))
47
48 int groupid = 0;
49 int thread_number = 0;
50 static char run_str[MAX_JOBS + 1];
51 int shm_id = 0;
52 static LIST_HEAD(disk_list);
53 static struct itimerval itimer;
54 static struct timeval genesis;
55
56 static void update_io_ticks(void);
57 static void disk_util_timer_arm(void);
58 static void print_thread_status(void);
59
60 /*
61  * thread life cycle
62  */
63 enum {
64         TD_NOT_CREATED = 0,
65         TD_CREATED,
66         TD_RUNNING,
67         TD_VERIFYING,
68         TD_EXITED,
69         TD_REAPED,
70 };
71
72 #define should_fsync(td)        (td_write(td) && (!(td)->odirect || (td)->override_sync))
73
74 static sem_t startup_sem;
75
76 #define TERMINATE_ALL           (-1)
77
78 static void terminate_threads(int group_id)
79 {
80         int i;
81
82         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
83                 struct thread_data *td = &threads[i];
84
85                 if (group_id == TERMINATE_ALL || groupid == td->groupid) {
86                         td->terminate = 1;
87                         td->start_delay = 0;
88                 }
89         }
90 }
91
92 static void sig_handler(int sig)
93 {
94         switch (sig) {
95                 case SIGALRM:
96                         update_io_ticks();
97                         disk_util_timer_arm();
98                         print_thread_status();
99                         break;
100                 default:
101                         printf("\nfio: terminating on signal\n");
102                         fflush(stdout);
103                         terminate_threads(TERMINATE_ALL);
104                         break;
105         }
106 }
107
108 static unsigned long utime_since(struct timeval *s, struct timeval *e)
109 {
110         double sec, usec;
111
112         sec = e->tv_sec - s->tv_sec;
113         usec = e->tv_usec - s->tv_usec;
114         if (sec > 0 && usec < 0) {
115                 sec--;
116                 usec += 1000000;
117         }
118
119         sec *= (double) 1000000;
120
121         return sec + usec;
122 }
123
124 static unsigned long utime_since_now(struct timeval *s)
125 {
126         struct timeval t;
127
128         gettimeofday(&t, NULL);
129         return utime_since(s, &t);
130 }
131
132 static unsigned long mtime_since(struct timeval *s, struct timeval *e)
133 {
134         double sec, usec;
135
136         sec = e->tv_sec - s->tv_sec;
137         usec = e->tv_usec - s->tv_usec;
138         if (sec > 0 && usec < 0) {
139                 sec--;
140                 usec += 1000000;
141         }
142
143         sec *= (double) 1000;
144         usec /= (double) 1000;
145
146         return sec + usec;
147 }
148
149 static unsigned long mtime_since_now(struct timeval *s)
150 {
151         struct timeval t;
152
153         gettimeofday(&t, NULL);
154         return mtime_since(s, &t);
155 }
156
157 static inline unsigned long msec_now(struct timeval *s)
158 {
159         return s->tv_sec * 1000 + s->tv_usec / 1000;
160 }
161
162 static unsigned long time_since_now(struct timeval *s)
163 {
164         return mtime_since_now(s) / 1000;
165 }
166
167 static int random_map_free(struct thread_data *td, unsigned long long block)
168 {
169         unsigned int idx = RAND_MAP_IDX(td, block);
170         unsigned int bit = RAND_MAP_BIT(td, block);
171
172         return (td->file_map[idx] & (1UL << bit)) == 0;
173 }
174
175 static int get_next_free_block(struct thread_data *td, unsigned long long *b)
176 {
177         int i;
178
179         *b = 0;
180         i = 0;
181         while ((*b) * td->min_bs < td->io_size) {
182                 if (td->file_map[i] != -1UL) {
183                         *b += ffz(td->file_map[i]);
184                         return 0;
185                 }
186
187                 *b += BLOCKS_PER_MAP;
188                 i++;
189         }
190
191         return 1;
192 }
193
194 static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
195 {
196         unsigned long block = io_u->offset / td->min_bs;
197         unsigned int blocks = 0;
198
199         while (blocks < (io_u->buflen / td->min_bs)) {
200                 unsigned int idx, bit;
201
202                 if (!random_map_free(td, block))
203                         break;
204
205                 idx = RAND_MAP_IDX(td, block);
206                 bit = RAND_MAP_BIT(td, block);
207
208                 assert(idx < td->num_maps);
209
210                 td->file_map[idx] |= (1UL << bit);
211                 block++;
212                 blocks++;
213         }
214
215         if ((blocks * td->min_bs) < io_u->buflen)
216                 io_u->buflen = blocks * td->min_bs;
217 }
218
219 static inline void add_stat_sample(struct io_stat *is, unsigned long val)
220 {
221         if (val > is->max_val)
222                 is->max_val = val;
223         if (val < is->min_val)
224                 is->min_val = val;
225
226         is->val += val;
227         is->val_sq += val * val;
228         is->samples++;
229 }
230
231 static void add_log_sample(struct thread_data *td, struct io_log *iolog,
232                            unsigned long val, int ddir)
233 {
234         if (iolog->nr_samples == iolog->max_samples) {
235                 int new_size = sizeof(struct io_sample) * iolog->max_samples*2;
236
237                 iolog->log = realloc(iolog->log, new_size);
238                 iolog->max_samples <<= 1;
239         }
240
241         iolog->log[iolog->nr_samples].val = val;
242         iolog->log[iolog->nr_samples].time = mtime_since_now(&td->epoch);
243         iolog->log[iolog->nr_samples].ddir = ddir;
244         iolog->nr_samples++;
245 }
246
247 static void add_clat_sample(struct thread_data *td, int ddir,unsigned long msec)
248 {
249         add_stat_sample(&td->clat_stat[ddir], msec);
250
251         if (td->clat_log)
252                 add_log_sample(td, td->clat_log, msec, ddir);
253 }
254
255 static void add_slat_sample(struct thread_data *td, int ddir,unsigned long msec)
256 {
257         add_stat_sample(&td->slat_stat[ddir], msec);
258
259         if (td->slat_log)
260                 add_log_sample(td, td->slat_log, msec, ddir);
261 }
262
263 static void add_bw_sample(struct thread_data *td, int ddir)
264 {
265         unsigned long spent = mtime_since_now(&td->stat_sample_time[ddir]);
266         unsigned long rate;
267
268         if (spent < td->bw_avg_time)
269                 return;
270
271         rate = (td->this_io_bytes[ddir] - td->stat_io_bytes[ddir]) / spent;
272         add_stat_sample(&td->bw_stat[ddir], rate);
273
274         if (td->bw_log)
275                 add_log_sample(td, td->bw_log, rate, ddir);
276
277         gettimeofday(&td->stat_sample_time[ddir], NULL);
278         td->stat_io_bytes[ddir] = td->this_io_bytes[ddir];
279 }
280
281 static int get_next_offset(struct thread_data *td, unsigned long long *offset)
282 {
283         unsigned long long b, rb;
284         long r;
285
286         if (!td->sequential) {
287                 unsigned long max_blocks = td->io_size / td->min_bs;
288                 int loops = 50;
289
290                 do {
291                         lrand48_r(&td->random_state, &r);
292                         b = ((max_blocks - 1) * r / (RAND_MAX+1.0));
293                         rb = b + (td->file_offset / td->min_bs);
294                         loops--;
295                 } while (!random_map_free(td, rb) && loops);
296
297                 if (!loops) {
298                         if (get_next_free_block(td, &b))
299                                 return 1;
300                 }
301         } else
302                 b = td->last_pos / td->min_bs;
303
304         *offset = (b * td->min_bs) + td->file_offset;
305         if (*offset > td->real_file_size)
306                 return 1;
307
308         return 0;
309 }
310
311 static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td)
312 {
313         unsigned int buflen;
314         long r;
315
316         if (td->min_bs == td->max_bs)
317                 buflen = td->min_bs;
318         else {
319                 lrand48_r(&td->bsrange_state, &r);
320                 buflen = (1 + (double) (td->max_bs - 1) * r / (RAND_MAX + 1.0));
321                 buflen = (buflen + td->min_bs - 1) & ~(td->min_bs - 1);
322         }
323
324         if (buflen > td->io_size - td->this_io_bytes[td->ddir])
325                 buflen = td->io_size - td->this_io_bytes[td->ddir];
326
327         return buflen;
328 }
329
330 /*
331  * busy looping version for the last few usec
332  */
333 static void __usec_sleep(unsigned int usec)
334 {
335         struct timeval start;
336
337         gettimeofday(&start, NULL);
338         while (utime_since_now(&start) < usec)
339                 nop;
340 }
341
342 static void usec_sleep(struct thread_data *td, unsigned long usec)
343 {
344         struct timespec req, rem;
345
346         req.tv_sec = usec / 1000000;
347         req.tv_nsec = usec * 1000 - req.tv_sec * 1000000;
348
349         do {
350                 if (usec < 5000) {
351                         __usec_sleep(usec);
352                         break;
353                 }
354
355                 rem.tv_sec = rem.tv_nsec = 0;
356                 if (nanosleep(&req, &rem) < 0)
357                         break;
358
359                 if ((rem.tv_sec + rem.tv_nsec) == 0)
360                         break;
361
362                 req.tv_nsec = rem.tv_nsec;
363                 req.tv_sec = rem.tv_sec;
364
365                 usec = rem.tv_sec * 1000000 + rem.tv_nsec / 1000;
366         } while (!td->terminate);
367 }
368
369 static void rate_throttle(struct thread_data *td, unsigned long time_spent,
370                           unsigned int bytes)
371 {
372         unsigned long usec_cycle;
373
374         if (!td->rate)
375                 return;
376
377         usec_cycle = td->rate_usec_cycle * (bytes / td->min_bs);
378
379         if (time_spent < usec_cycle) {
380                 unsigned long s = usec_cycle - time_spent;
381
382                 td->rate_pending_usleep += s;
383                 if (td->rate_pending_usleep >= 100000) {
384                         usec_sleep(td, td->rate_pending_usleep);
385                         td->rate_pending_usleep = 0;
386                 }
387         } else {
388                 long overtime = time_spent - usec_cycle;
389
390                 td->rate_pending_usleep -= overtime;
391         }
392 }
393
394 static int check_min_rate(struct thread_data *td, struct timeval *now)
395 {
396         unsigned long spent;
397         unsigned long rate;
398         int ddir = td->ddir;
399
400         /*
401          * allow a 2 second settle period in the beginning
402          */
403         if (mtime_since(&td->start, now) < 2000)
404                 return 0;
405
406         /*
407          * if rate blocks is set, sample is running
408          */
409         if (td->rate_bytes) {
410                 spent = mtime_since(&td->lastrate, now);
411                 if (spent < td->ratecycle)
412                         return 0;
413
414                 rate = (td->this_io_bytes[ddir] - td->rate_bytes) / spent;
415                 if (rate < td->ratemin) {
416                         printf("Client%d: min rate %d not met, got %ldKiB/sec\n", td->thread_number, td->ratemin, rate);
417                         if (rate_quit)
418                                 terminate_threads(td->groupid);
419                         return 1;
420                 }
421         }
422
423         td->rate_bytes = td->this_io_bytes[ddir];
424         memcpy(&td->lastrate, now, sizeof(*now));
425         return 0;
426 }
427
428 static inline int runtime_exceeded(struct thread_data *td, struct timeval *t)
429 {
430         if (!td->timeout)
431                 return 0;
432         if (mtime_since(&td->epoch, t) >= td->timeout * 1000)
433                 return 1;
434
435         return 0;
436 }
437
438 static void fill_random_bytes(struct thread_data *td,
439                               unsigned char *p, unsigned int len)
440 {
441         unsigned int todo;
442         double r;
443
444         while (len) {
445                 drand48_r(&td->verify_state, &r);
446
447                 /*
448                  * lrand48_r seems to be broken and only fill the bottom
449                  * 32-bits, even on 64-bit archs with 64-bit longs
450                  */
451                 todo = sizeof(r);
452                 if (todo > len)
453                         todo = len;
454
455                 memcpy(p, &r, todo);
456
457                 len -= todo;
458                 p += todo;
459         }
460 }
461
462 static void hexdump(void *buffer, int len)
463 {
464         unsigned char *p = buffer;
465         int i;
466
467         for (i = 0; i < len; i++)
468                 printf("%02x", p[i]);
469         printf("\n");
470 }
471
472 static int verify_io_u_crc32(struct verify_header *hdr, struct io_u *io_u)
473 {
474         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
475         unsigned long c;
476         int ret;
477
478         p += sizeof(*hdr);
479         c = crc32(p, hdr->len - sizeof(*hdr));
480         ret = c != hdr->crc32;
481
482         if (ret) {
483                 fprintf(stderr, "crc32: verify failed at %llu/%u\n", io_u->offset, io_u->buflen);
484                 fprintf(stderr, "crc32: wanted %lx, got %lx\n", hdr->crc32, c);
485         }
486
487         return ret;
488 }
489
490 static int verify_io_u_md5(struct verify_header *hdr, struct io_u *io_u)
491 {
492         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
493         struct md5_ctx md5_ctx;
494         int ret;
495
496         memset(&md5_ctx, 0, sizeof(md5_ctx));
497         p += sizeof(*hdr);
498         md5_update(&md5_ctx, p, hdr->len - sizeof(*hdr));
499
500         ret = memcmp(hdr->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
501         if (ret) {
502                 fprintf(stderr, "md5: verify failed at %llu/%u\n", io_u->offset, io_u->buflen);
503                 hexdump(hdr->md5_digest, sizeof(hdr->md5_digest));
504                 hexdump(md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
505         }
506
507         return ret;
508 }
509
510 static int verify_io_u(struct io_u *io_u)
511 {
512         struct verify_header *hdr = (struct verify_header *) io_u->buf;
513         int ret;
514
515         if (hdr->fio_magic != FIO_HDR_MAGIC)
516                 return 1;
517
518         if (hdr->verify_type == VERIFY_MD5)
519                 ret = verify_io_u_md5(hdr, io_u);
520         else if (hdr->verify_type == VERIFY_CRC32)
521                 ret = verify_io_u_crc32(hdr, io_u);
522         else {
523                 fprintf(stderr, "Bad verify type %d\n", hdr->verify_type);
524                 ret = 1;
525         }
526
527         return ret;
528 }
529
530 static void fill_crc32(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
531 {
532         hdr->crc32 = crc32(p, len);
533 }
534
535 static void fill_md5(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
536 {
537         struct md5_ctx md5_ctx;
538
539         memset(&md5_ctx, 0, sizeof(md5_ctx));
540         md5_update(&md5_ctx, p, len);
541         memcpy(hdr->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(md5_ctx.hash));
542 }
543
544 /*
545  * fill body of io_u->buf with random data and add a header with the
546  * (eg) sha1sum of that data.
547  */
548 static void populate_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
549 {
550         unsigned char *p = (unsigned char *) io_u->buf;
551         struct verify_header hdr;
552
553         hdr.fio_magic = FIO_HDR_MAGIC;
554         hdr.len = io_u->buflen;
555         p += sizeof(hdr);
556         fill_random_bytes(td, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
557
558         if (td->verify == VERIFY_MD5) {
559                 fill_md5(&hdr, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
560                 hdr.verify_type = VERIFY_MD5;
561         } else {
562                 fill_crc32(&hdr, p, io_u->buflen - sizeof(hdr));
563                 hdr.verify_type = VERIFY_CRC32;
564         }
565
566         memcpy(io_u->buf, &hdr, sizeof(hdr));
567 }
568
569 static int td_io_prep(struct thread_data *td, struct io_u *io_u, int read)
570 {
571         if (read)
572                 io_u->ddir = DDIR_READ;
573         else
574                 io_u->ddir = DDIR_WRITE;
575
576         if (td->io_prep && td->io_prep(td, io_u))
577                 return 1;
578
579         return 0;
580 }
581
582 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
583 {
584         list_del(&io_u->list);
585         list_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
586         td->cur_depth--;
587 }
588
589 #define queue_full(td)  (list_empty(&(td)->io_u_freelist))
590
591 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
592 {
593         struct io_u *io_u;
594
595         if (queue_full(td))
596                 return NULL;
597
598         io_u = list_entry(td->io_u_freelist.next, struct io_u, list);
599         io_u->error = 0;
600         io_u->resid = 0;
601         list_del(&io_u->list);
602         list_add(&io_u->list, &td->io_u_busylist);
603         td->cur_depth++;
604         return io_u;
605 }
606
607 static struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
608 {
609         struct io_u *io_u;
610
611         io_u = __get_io_u(td);
612         if (!io_u)
613                 return NULL;
614
615         if (td->zone_bytes >= td->zone_size) {
616                 td->zone_bytes = 0;
617                 td->last_pos += td->zone_skip;
618         }
619
620         if (get_next_offset(td, &io_u->offset)) {
621                 put_io_u(td, io_u);
622                 return NULL;
623         }
624
625         io_u->buflen = get_next_buflen(td);
626         if (!io_u->buflen) {
627                 put_io_u(td, io_u);
628                 return NULL;
629         }
630
631         if (io_u->buflen + io_u->offset > td->real_file_size)
632                 io_u->buflen = td->real_file_size - io_u->offset;
633
634         if (!io_u->buflen) {
635                 put_io_u(td, io_u);
636                 return NULL;
637         }
638
639         if (!td->sequential)
640                 mark_random_map(td, io_u);
641
642         td->last_pos += io_u->buflen;
643
644         if (td->verify != VERIFY_NONE)
645                 populate_io_u(td, io_u);
646
647         if (td_io_prep(td, io_u, td_read(td))) {
648                 put_io_u(td, io_u);
649                 return NULL;
650         }
651
652         gettimeofday(&io_u->start_time, NULL);
653         return io_u;
654 }
655
656 static inline void td_set_runstate(struct thread_data *td, int runstate)
657 {
658         td->old_runstate = td->runstate;
659         td->runstate = runstate;
660 }
661
662 static int get_next_verify(struct thread_data *td,
663                            unsigned long long *offset, unsigned int *len)
664 {
665         struct io_piece *ipo;
666
667         if (list_empty(&td->io_hist_list))
668                 return 1;
669
670         ipo = list_entry(td->io_hist_list.next, struct io_piece, list);
671         list_del(&ipo->list);
672
673         *offset = ipo->offset;
674         *len = ipo->len;
675         free(ipo);
676         return 0;
677 }
678
679 static void prune_io_piece_log(struct thread_data *td)
680 {
681         struct io_piece *ipo;
682
683         while (!list_empty(&td->io_hist_list)) {
684                 ipo = list_entry(td->io_hist_list.next, struct io_piece, list);
685
686                 list_del(&ipo->list);
687                 free(ipo);
688         }
689 }
690
691 /*
692  * log a succesful write, so we can unwind the log for verify
693  */
694 static void log_io_piece(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
695 {
696         struct io_piece *ipo = malloc(sizeof(struct io_piece));
697         struct list_head *entry;
698
699         INIT_LIST_HEAD(&ipo->list);
700         ipo->offset = io_u->offset;
701         ipo->len = io_u->buflen;
702
703         /*
704          * for random io where the writes extend the file, it will typically
705          * be laid out with the block scattered as written. it's faster to
706          * read them in in that order again, so don't sort
707          */
708         if (td->sequential || !td->overwrite) {
709                 list_add_tail(&ipo->list, &td->io_hist_list);
710                 return;
711         }
712
713         /*
714          * for random io, sort the list so verify will run faster
715          */
716         entry = &td->io_hist_list;
717         while ((entry = entry->prev) != &td->io_hist_list) {
718                 struct io_piece *__ipo = list_entry(entry, struct io_piece, list);
719
720                 if (__ipo->offset < ipo->offset)
721                         break;
722         }
723
724         list_add(&ipo->list, entry);
725 }
726
727 static int sync_td(struct thread_data *td)
728 {
729         if (td->io_sync)
730                 return td->io_sync(td);
731
732         return 0;
733 }
734
735 static int io_u_getevents(struct thread_data *td, int min, int max,
736                           struct timespec *t)
737 {
738         return td->io_getevents(td, min, max, t);
739 }
740
741 static int io_u_queue(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
742 {
743         gettimeofday(&io_u->issue_time, NULL);
744
745         return td->io_queue(td, io_u);
746 }
747
748 #define iocb_time(iocb) ((unsigned long) (iocb)->data)
749
750 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
751                          struct io_completion_data *icd)
752 {
753         struct timeval e;
754         unsigned long msec;
755
756         gettimeofday(&e, NULL);
757
758         if (!io_u->error) {
759                 unsigned int bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
760                 int idx = io_u->ddir;
761
762                 td->io_blocks[idx]++;
763                 td->io_bytes[idx] += bytes;
764                 td->zone_bytes += bytes;
765                 td->this_io_bytes[idx] += bytes;
766
767                 msec = mtime_since(&io_u->issue_time, &e);
768
769                 add_clat_sample(td, io_u->ddir, msec);
770                 add_bw_sample(td, io_u->ddir);
771
772                 if (td_write(td) && io_u->ddir == DDIR_WRITE)
773                         log_io_piece(td, io_u);
774
775                 icd->bytes_done[idx] += bytes;
776         } else
777                 icd->error = io_u->error;
778 }
779
780 static void ios_completed(struct thread_data *td,struct io_completion_data *icd)
781 {
782         struct io_u *io_u;
783         int i;
784
785         icd->error = 0;
786         icd->bytes_done[0] = icd->bytes_done[1] = 0;
787
788         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
789                 io_u = td->io_event(td, i);
790
791                 io_completed(td, io_u, icd);
792                 put_io_u(td, io_u);
793         }
794 }
795
796 static void cleanup_pending_aio(struct thread_data *td)
797 {
798         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0};
799         struct list_head *entry, *n;
800         struct io_completion_data icd;
801         struct io_u *io_u;
802         int r;
803
804         /*
805          * get immediately available events, if any
806          */
807         r = io_u_getevents(td, 0, td->cur_depth, &ts);
808         if (r > 0) {
809                 icd.nr = r;
810                 ios_completed(td, &icd);
811         }
812
813         /*
814          * now cancel remaining active events
815          */
816         if (td->io_cancel) {
817                 list_for_each_safe(entry, n, &td->io_u_busylist) {
818                         io_u = list_entry(entry, struct io_u, list);
819
820                         r = td->io_cancel(td, io_u);
821                         if (!r)
822                                 put_io_u(td, io_u);
823                 }
824         }
825
826         if (td->cur_depth) {
827                 r = io_u_getevents(td, td->cur_depth, td->cur_depth, NULL);
828                 if (r > 0) {
829                         icd.nr = r;
830                         ios_completed(td, &icd);
831                 }
832         }
833 }
834
835 static int do_io_u_verify(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
836 {
837         struct io_u *v_io_u = *io_u;
838         int ret = 0;
839
840         if (v_io_u) {
841                 ret = verify_io_u(v_io_u);
842                 put_io_u(td, v_io_u);
843                 *io_u = NULL;
844         }
845
846         return ret;
847 }
848
849 static void do_verify(struct thread_data *td)
850 {
851         struct timeval t;
852         struct io_u *io_u, *v_io_u = NULL;
853         struct io_completion_data icd;
854         int ret;
855
856         td_set_runstate(td, TD_VERIFYING);
857
858         do {
859                 if (td->terminate)
860                         break;
861
862                 gettimeofday(&t, NULL);
863                 if (runtime_exceeded(td, &t))
864                         break;
865
866                 io_u = __get_io_u(td);
867                 if (!io_u)
868                         break;
869
870                 if (get_next_verify(td, &io_u->offset, &io_u->buflen)) {
871                         put_io_u(td, io_u);
872                         break;
873                 }
874
875                 if (td_io_prep(td, io_u, 1)) {
876                         put_io_u(td, io_u);
877                         break;
878                 }
879
880                 ret = io_u_queue(td, io_u);
881                 if (ret) {
882                         put_io_u(td, io_u);
883                         td_verror(td, ret);
884                         break;
885                 }
886
887                 /*
888                  * we have one pending to verify, do that while
889                  * we are doing io on the next one
890                  */
891                 if (do_io_u_verify(td, &v_io_u))
892                         break;
893
894                 ret = io_u_getevents(td, 1, 1, NULL);
895                 if (ret != 1) {
896                         if (ret < 0)
897                                 td_verror(td, ret);
898                         break;
899                 }
900
901                 v_io_u = td->io_event(td, 0);
902                 icd.nr = 1;
903                 icd.error = 0;
904                 io_completed(td, v_io_u, &icd);
905
906                 if (icd.error) {
907                         td_verror(td, icd.error);
908                         put_io_u(td, v_io_u);
909                         v_io_u = NULL;
910                         break;
911                 }
912
913                 /*
914                  * if we can't submit more io, we need to verify now
915                  */
916                 if (queue_full(td) && do_io_u_verify(td, &v_io_u))
917                         break;
918
919         } while (1);
920
921         do_io_u_verify(td, &v_io_u);
922
923         if (td->cur_depth)
924                 cleanup_pending_aio(td);
925
926         td_set_runstate(td, TD_RUNNING);
927 }
928
929 static void do_io(struct thread_data *td)
930 {
931         struct io_completion_data icd;
932         struct timeval s, e;
933         unsigned long usec;
934
935         while (td->this_io_bytes[td->ddir] < td->io_size) {
936                 struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0};
937                 struct timespec *timeout;
938                 int ret, min_evts = 0;
939                 struct io_u *io_u;
940
941                 if (td->terminate)
942                         break;
943
944                 io_u = get_io_u(td);
945                 if (!io_u)
946                         break;
947
948                 memcpy(&s, &io_u->start_time, sizeof(s));
949
950                 ret = io_u_queue(td, io_u);
951                 if (ret) {
952                         put_io_u(td, io_u);
953                         td_verror(td, ret);
954                         break;
955                 }
956
957                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, mtime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time));
958
959                 if (td->cur_depth < td->iodepth) {
960                         timeout = &ts;
961                         min_evts = 0;
962                 } else {
963                         timeout = NULL;
964                         min_evts = 1;
965                 }
966
967                 ret = io_u_getevents(td, min_evts, td->cur_depth, timeout);
968                 if (ret < 0) {
969                         td_verror(td, ret);
970                         break;
971                 } else if (!ret)
972                         continue;
973
974                 icd.nr = ret;
975                 ios_completed(td, &icd);
976                 if (icd.error) {
977                         td_verror(td, icd.error);
978                         break;
979                 }
980
981                 /*
982                  * the rate is batched for now, it should work for batches
983                  * of completions except the very first one which may look
984                  * a little bursty
985                  */
986                 gettimeofday(&e, NULL);
987                 usec = utime_since(&s, &e);
988
989                 rate_throttle(td, usec, icd.bytes_done[td->ddir]);
990
991                 if (check_min_rate(td, &e)) {
992                         td_verror(td, ENOMEM);
993                         break;
994                 }
995
996                 if (runtime_exceeded(td, &e))
997                         break;
998
999                 if (td->thinktime)
1000                         usec_sleep(td, td->thinktime);
1001
1002                 if (should_fsync(td) && td->fsync_blocks &&
1003                     (td->io_blocks[DDIR_WRITE] % td->fsync_blocks) == 0)
1004                         sync_td(td);
1005         }
1006
1007         if (td->cur_depth)
1008                 cleanup_pending_aio(td);
1009
1010         if (should_fsync(td))
1011                 sync_td(td);
1012 }
1013
1014 static void cleanup_io(struct thread_data *td)
1015 {
1016         if (td->io_cleanup)
1017                 td->io_cleanup(td);
1018 }
1019
1020 static int init_io(struct thread_data *td)
1021 {
1022         if (td->io_engine == FIO_SYNCIO)
1023                 return fio_syncio_init(td);
1024         else if (td->io_engine == FIO_MMAPIO)
1025                 return fio_mmapio_init(td);
1026         else if (td->io_engine == FIO_LIBAIO)
1027                 return fio_libaio_init(td);
1028         else if (td->io_engine == FIO_POSIXAIO)
1029                 return fio_posixaio_init(td);
1030         else if (td->io_engine == FIO_SGIO)
1031                 return fio_sgio_init(td);
1032         else {
1033                 fprintf(stderr, "bad io_engine %d\n", td->io_engine);
1034                 return 1;
1035         }
1036 }
1037
1038 static void cleanup_io_u(struct thread_data *td)
1039 {
1040         struct list_head *entry, *n;
1041         struct io_u *io_u;
1042
1043         list_for_each_safe(entry, n, &td->io_u_freelist) {
1044                 io_u = list_entry(entry, struct io_u, list);
1045
1046                 list_del(&io_u->list);
1047                 free(io_u);
1048         }
1049
1050         if (td->mem_type == MEM_MALLOC)
1051                 free(td->orig_buffer);
1052         else if (td->mem_type == MEM_SHM) {
1053                 struct shmid_ds sbuf;
1054
1055                 shmdt(td->orig_buffer);
1056                 shmctl(td->shm_id, IPC_RMID, &sbuf);
1057         } else if (td->mem_type == MEM_MMAP)
1058                 munmap(td->orig_buffer, td->orig_buffer_size);
1059         else
1060                 fprintf(stderr, "Bad memory type %d\n", td->mem_type);
1061
1062         td->orig_buffer = NULL;
1063 }
1064
1065 static int init_io_u(struct thread_data *td)
1066 {
1067         struct io_u *io_u;
1068         int i, max_units;
1069         char *p;
1070
1071         if (td->io_engine & FIO_SYNCIO)
1072                 max_units = 1;
1073         else
1074                 max_units = td->iodepth;
1075
1076         td->orig_buffer_size = td->max_bs * max_units + MASK;
1077
1078         if (td->mem_type == MEM_MALLOC)
1079                 td->orig_buffer = malloc(td->orig_buffer_size);
1080         else if (td->mem_type == MEM_SHM) {
1081                 td->shm_id = shmget(IPC_PRIVATE, td->orig_buffer_size, IPC_CREAT | 0600);
1082                 if (td->shm_id < 0) {
1083                         td_verror(td, errno);
1084                         perror("shmget");
1085                         return 1;
1086                 }
1087
1088                 td->orig_buffer = shmat(td->shm_id, NULL, 0);
1089                 if (td->orig_buffer == (void *) -1) {
1090                         td_verror(td, errno);
1091                         perror("shmat");
1092                         td->orig_buffer = NULL;
1093                         return 1;
1094                 }
1095         } else if (td->mem_type == MEM_MMAP) {
1096                 td->orig_buffer = mmap(NULL, td->orig_buffer_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | OS_MAP_ANON, 0, 0);
1097                 if (td->orig_buffer == MAP_FAILED) {
1098                         td_verror(td, errno);
1099                         perror("mmap");
1100                         td->orig_buffer = NULL;
1101                         return 1;
1102                 }
1103         }
1104
1105         INIT_LIST_HEAD(&td->io_u_freelist);
1106         INIT_LIST_HEAD(&td->io_u_busylist);
1107         INIT_LIST_HEAD(&td->io_hist_list);
1108
1109         p = ALIGN(td->orig_buffer);
1110         for (i = 0; i < max_units; i++) {
1111                 io_u = malloc(sizeof(*io_u));
1112                 memset(io_u, 0, sizeof(*io_u));
1113                 INIT_LIST_HEAD(&io_u->list);
1114
1115                 io_u->buf = p + td->max_bs * i;
1116                 io_u->index = i;
1117                 list_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
1118         }
1119
1120         return 0;
1121 }
1122
1123 static int create_file(struct thread_data *td, unsigned long long size,
1124                        int extend)
1125 {
1126         unsigned long long left;
1127         unsigned int bs;
1128         int r, oflags;
1129         char *b;
1130
1131         /*
1132          * unless specifically asked for overwrite, let normal io extend it
1133          */
1134         if (td_write(td) && !td->overwrite)
1135                 return 0;
1136
1137         if (!size) {
1138                 fprintf(stderr, "Need size for create\n");
1139                 td_verror(td, EINVAL);
1140                 return 1;
1141         }
1142
1143         if (!extend) {
1144                 oflags = O_CREAT | O_TRUNC;
1145                 printf("Client%d: Laying out IO file (%LuMiB)\n", td->thread_number, size >> 20);
1146         } else {
1147                 oflags = O_APPEND;
1148                 printf("Client%d: Extending IO file (%Lu -> %LuMiB)\n", td->thread_number, (td->file_size - size) >> 20, td->file_size >> 20);
1149         }
1150
1151         td->fd = open(td->file_name, O_WRONLY | oflags, 0644);
1152         if (td->fd < 0) {
1153                 td_verror(td, errno);
1154                 return 1;
1155         }
1156
1157         if (!extend && ftruncate(td->fd, td->file_size) == -1) {
1158                 td_verror(td, errno);
1159                 return 1;
1160         }
1161
1162         td->io_size = td->file_size;
1163         b = malloc(td->max_bs);
1164         memset(b, 0, td->max_bs);
1165
1166         left = size;
1167         while (left && !td->terminate) {
1168                 bs = td->max_bs;
1169                 if (bs > left)
1170                         bs = left;
1171
1172                 r = write(td->fd, b, bs);
1173
1174                 if (r == (int) bs) {
1175                         left -= bs;
1176                         continue;
1177                 } else {
1178                         if (r < 0)
1179                                 td_verror(td, errno);
1180                         else
1181                                 td_verror(td, EIO);
1182
1183                         break;
1184                 }
1185         }
1186
1187         if (td->terminate)
1188                 unlink(td->file_name);
1189         else if (td->create_fsync)
1190                 fsync(td->fd);
1191
1192         close(td->fd);
1193         td->fd = -1;
1194         free(b);
1195         return 0;
1196 }
1197
1198 static int file_size(struct thread_data *td)
1199 {
1200         struct stat st;
1201
1202         if (fstat(td->fd, &st) == -1) {
1203                 td_verror(td, errno);
1204                 return 1;
1205         }
1206
1207         td->real_file_size = st.st_size;
1208
1209         if (!td->file_size || td->file_size > td->real_file_size)
1210                 td->file_size = td->real_file_size;
1211
1212         td->file_size -= td->file_offset;
1213         return 0;
1214 }
1215
1216 static int bdev_size(struct thread_data *td)
1217 {
1218         unsigned long long bytes;
1219         int r;
1220
1221         r = blockdev_size(td->fd, &bytes);
1222         if (r) {
1223                 td_verror(td, r);
1224                 return 1;
1225         }
1226
1227         td->real_file_size = bytes;
1228
1229         /*
1230          * no extend possibilities, so limit size to device size if too large
1231          */
1232         if (!td->file_size || td->file_size > td->real_file_size)
1233                 td->file_size = td->real_file_size;
1234
1235         td->file_size -= td->file_offset;
1236         return 0;
1237 }
1238
1239 static int get_file_size(struct thread_data *td)
1240 {
1241         int ret = 0;
1242
1243         if (td->filetype == FIO_TYPE_FILE)
1244                 ret = file_size(td);
1245         else if (td->filetype == FIO_TYPE_BD)
1246                 ret = bdev_size(td);
1247         else
1248                 td->real_file_size = -1;
1249
1250         if (ret)
1251                 return ret;
1252
1253         if (td->file_offset > td->real_file_size) {
1254                 fprintf(stderr, "Client%d: offset extends end (%Lu > %Lu)\n", td->thread_number, td->file_offset, td->real_file_size);
1255                 return 1;
1256         }
1257
1258         td->io_size = td->file_size;
1259         if (td->io_size == 0) {
1260                 fprintf(stderr, "Client%d: no io blocks\n", td->thread_number);
1261                 td_verror(td, EINVAL);
1262                 return 1;
1263         }
1264
1265         if (!td->zone_size)
1266                 td->zone_size = td->io_size;
1267
1268         td->total_io_size = td->io_size * td->loops;
1269         return 0;
1270 }
1271
1272 static int setup_file_mmap(struct thread_data *td)
1273 {
1274         int flags;
1275
1276         if (td_read(td))
1277                 flags = PROT_READ;
1278         else {
1279                 flags = PROT_WRITE;
1280
1281                 if (td->verify != VERIFY_NONE)
1282                         flags |= PROT_READ;
1283         }
1284
1285         td->mmap = mmap(NULL, td->file_size, flags, MAP_SHARED, td->fd, td->file_offset);
1286         if (td->mmap == MAP_FAILED) {
1287                 td->mmap = NULL;
1288                 td_verror(td, errno);
1289                 return 1;
1290         }
1291
1292         if (td->invalidate_cache) {
1293                 if (madvise(td->mmap, td->file_size, MADV_DONTNEED) < 0) {
1294                         td_verror(td, errno);
1295                         return 1;
1296                 }
1297         }
1298
1299         if (td->sequential) {
1300                 if (madvise(td->mmap, td->file_size, MADV_SEQUENTIAL) < 0) {
1301                         td_verror(td, errno);
1302                         return 1;
1303                 }
1304         } else {
1305                 if (madvise(td->mmap, td->file_size, MADV_RANDOM) < 0) {
1306                         td_verror(td, errno);
1307                         return 1;
1308                 }
1309         }
1310
1311         return 0;
1312 }
1313
1314 static int setup_file_plain(struct thread_data *td)
1315 {
1316         if (td->invalidate_cache) {
1317                 if (fadvise(td->fd, td->file_offset, td->file_size, POSIX_FADV_DONTNEED) < 0) {
1318                         td_verror(td, errno);
1319                         return 1;
1320                 }
1321         }
1322
1323         if (td->sequential) {
1324                 if (fadvise(td->fd, td->file_offset, td->file_size, POSIX_FADV_SEQUENTIAL) < 0) {
1325                         td_verror(td, errno);
1326                         return 1;
1327                 }
1328         } else {
1329                 if (fadvise(td->fd, td->file_offset, td->file_size, POSIX_FADV_RANDOM) < 0) {
1330                         td_verror(td, errno);
1331                         return 1;
1332                 }
1333         }
1334
1335         return 0;
1336 }
1337
1338 static int setup_file(struct thread_data *td)
1339 {
1340         struct stat st;
1341         int flags = 0;
1342
1343         if (stat(td->file_name, &st) == -1) {
1344                 if (errno != ENOENT) {
1345                         td_verror(td, errno);
1346                         return 1;
1347                 }
1348                 if (!td->create_file) {
1349                         td_verror(td, ENOENT);
1350                         return 1;
1351                 }
1352                 if (create_file(td, td->file_size, 0))
1353                         return 1;
1354         } else if (td->filetype == FIO_TYPE_FILE) {
1355                 if (st.st_size < (off_t) td->file_size) {
1356                         if (create_file(td, td->file_size - st.st_size, 1))
1357                                 return 1;
1358                 }
1359         }
1360
1361         if (td->odirect)
1362                 flags |= O_DIRECT;
1363
1364         if (td_read(td)) {
1365                 if (td->filetype == FIO_TYPE_CHAR)
1366                         flags |= O_RDWR;
1367                 else
1368                         flags |= O_RDONLY;
1369
1370                 td->fd = open(td->file_name, flags);
1371         } else {
1372                 if (td->filetype == FIO_TYPE_FILE) {
1373                         if (!td->overwrite)
1374                                 flags |= O_TRUNC;
1375
1376                         flags |= O_CREAT;
1377                 }
1378                 if (td->sync_io)
1379                         flags |= O_SYNC;
1380
1381                 flags |= O_RDWR;
1382
1383                 td->fd = open(td->file_name, flags, 0600);
1384         }
1385
1386         if (td->fd == -1) {
1387                 td_verror(td, errno);
1388                 return 1;
1389         }
1390
1391         if (get_file_size(td))
1392                 return 1;
1393
1394         if (td->io_engine != FIO_MMAPIO)
1395                 return setup_file_plain(td);
1396         else
1397                 return setup_file_mmap(td);
1398 }
1399
1400 static int check_dev_match(dev_t dev, char *path)
1401 {
1402         unsigned int major, minor;
1403         char line[256], *p;
1404         FILE *f;
1405
1406         f = fopen(path, "r");
1407         if (!f) {
1408                 perror("open path");
1409                 return 1;
1410         }
1411
1412         p = fgets(line, sizeof(line), f);
1413         if (!p) {
1414                 fclose(f);
1415                 return 1;
1416         }
1417
1418         if (sscanf(p, "%u:%u", &major, &minor) != 2) {
1419                 fclose(f);
1420                 return 1;
1421         }
1422
1423         if (((major << 8) | minor) == dev) {
1424                 fclose(f);
1425                 return 0;
1426         }
1427
1428         fclose(f);
1429         return 1;
1430 }
1431
1432 static int find_block_dir(dev_t dev, char *path)
1433 {
1434         struct dirent *dir;
1435         struct stat st;
1436         int found = 0;
1437         DIR *D;
1438
1439         D = opendir(path);
1440         if (!D)
1441                 return 0;
1442
1443         while ((dir = readdir(D)) != NULL) {
1444                 char full_path[256];
1445
1446                 if (!strcmp(dir->d_name, ".") || !strcmp(dir->d_name, ".."))
1447                         continue;
1448                 if (!strcmp(dir->d_name, "device"))
1449                         continue;
1450
1451                 sprintf(full_path, "%s/%s", path, dir->d_name);
1452
1453                 if (!strcmp(dir->d_name, "dev")) {
1454                         if (!check_dev_match(dev, full_path)) {
1455                                 found = 1;
1456                                 break;
1457                         }
1458                 }
1459
1460                 if (stat(full_path, &st) == -1) {
1461                         perror("stat");
1462                         break;
1463                 }
1464
1465                 if (!S_ISDIR(st.st_mode) || S_ISLNK(st.st_mode))
1466                         continue;
1467
1468                 found = find_block_dir(dev, full_path);
1469                 if (found) {
1470                         strcpy(path, full_path);
1471                         break;
1472                 }
1473         }
1474
1475         closedir(D);
1476         return found;
1477 }
1478
1479 static int get_io_ticks(struct disk_util *du, struct disk_util_stat *dus)
1480 {
1481         unsigned in_flight;
1482         char line[256];
1483         FILE *f;
1484         char *p;
1485
1486         f = fopen(du->path, "r");
1487         if (!f)
1488                 return 1;
1489
1490         p = fgets(line, sizeof(line), f);
1491         if (!p) {
1492                 fclose(f);
1493                 return 1;
1494         }
1495
1496         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) {
1497                 fclose(f);
1498                 return 1;
1499         }
1500
1501         fclose(f);
1502         return 0;
1503 }
1504
1505 static void update_io_tick_disk(struct disk_util *du)
1506 {
1507         struct disk_util_stat __dus, *dus, *ldus;
1508         struct timeval t;
1509
1510         if (get_io_ticks(du, &__dus))
1511                 return;
1512
1513         dus = &du->dus;
1514         ldus = &du->last_dus;
1515
1516         dus->sectors[0] += (__dus.sectors[0] - ldus->sectors[0]);
1517         dus->sectors[1] += (__dus.sectors[1] - ldus->sectors[1]);
1518         dus->ios[0] += (__dus.ios[0] - ldus->ios[0]);
1519         dus->ios[1] += (__dus.ios[1] - ldus->ios[1]);
1520         dus->merges[0] += (__dus.merges[0] - ldus->merges[0]);
1521         dus->merges[1] += (__dus.merges[1] - ldus->merges[1]);
1522         dus->ticks[0] += (__dus.ticks[0] - ldus->ticks[0]);
1523         dus->ticks[1] += (__dus.ticks[1] - ldus->ticks[1]);
1524         dus->io_ticks += (__dus.io_ticks - ldus->io_ticks);
1525         dus->time_in_queue += (__dus.time_in_queue - ldus->time_in_queue);
1526
1527         gettimeofday(&t, NULL);
1528         du->msec += mtime_since(&du->time, &t);
1529         memcpy(&du->time, &t, sizeof(t));
1530         memcpy(ldus, &__dus, sizeof(__dus));
1531 }
1532
1533 static void update_io_ticks(void)
1534 {
1535         struct list_head *entry;
1536         struct disk_util *du;
1537
1538         list_for_each(entry, &disk_list) {
1539                 du = list_entry(entry, struct disk_util, list);
1540                 update_io_tick_disk(du);
1541         }
1542 }
1543
1544 static int disk_util_exists(dev_t dev)
1545 {
1546         struct list_head *entry;
1547         struct disk_util *du;
1548
1549         list_for_each(entry, &disk_list) {
1550                 du = list_entry(entry, struct disk_util, list);
1551
1552                 if (du->dev == dev)
1553                         return 1;
1554         }
1555
1556         return 0;
1557 }
1558
1559 static void disk_util_add(dev_t dev, char *path)
1560 {
1561         struct disk_util *du = malloc(sizeof(*du));
1562
1563         memset(du, 0, sizeof(*du));
1564         INIT_LIST_HEAD(&du->list);
1565         sprintf(du->path, "%s/stat", path);
1566         du->name = strdup(basename(path));
1567         du->dev = dev;
1568
1569         gettimeofday(&du->time, NULL);
1570         get_io_ticks(du, &du->last_dus);
1571
1572         list_add_tail(&du->list, &disk_list);
1573 }
1574
1575 static void init_disk_util(struct thread_data *td)
1576 {
1577         struct stat st;
1578         char foo[256], tmp[256];
1579         dev_t dev;
1580         char *p;
1581
1582         if (!td->do_disk_util)
1583                 return;
1584
1585         if (!stat(td->file_name, &st)) {
1586                 if (S_ISBLK(st.st_mode))
1587                         dev = st.st_rdev;
1588                 else
1589                         dev = st.st_dev;
1590         } else {
1591                 /*
1592                  * must be a file, open "." in that path
1593                  */
1594                 strcpy(foo, td->file_name);
1595                 p = dirname(foo);
1596                 if (stat(p, &st)) {
1597                         perror("disk util stat");
1598                         return;
1599                 }
1600
1601                 dev = st.st_dev;
1602         }
1603
1604         if (disk_util_exists(dev))
1605                 return;
1606                 
1607         sprintf(foo, "/sys/block");
1608         if (!find_block_dir(dev, foo))
1609                 return;
1610
1611         /*
1612          * for md/dm, there's no queue dir. we already have the right place
1613          */
1614         sprintf(tmp, "%s/stat", foo);
1615         if (stat(tmp, &st)) {
1616                 /*
1617                  * if this is inside a partition dir, jump back to parent
1618                  */
1619                 sprintf(tmp, "%s/queue", foo);
1620                 if (stat(tmp, &st)) {
1621                         p = dirname(foo);
1622                         sprintf(tmp, "%s/queue", p);
1623                         if (stat(tmp, &st)) {
1624                                 fprintf(stderr, "unknown sysfs layout\n");
1625                                 return;
1626                         }
1627                         sprintf(foo, "%s", p);
1628                 }
1629         }
1630
1631         disk_util_add(dev, foo);
1632 }
1633
1634 static void disk_util_timer_arm(void)
1635 {
1636         itimer.it_value.tv_sec = 0;
1637         itimer.it_value.tv_usec = DISK_UTIL_MSEC * 1000;
1638         setitimer(ITIMER_REAL, &itimer, NULL);
1639 }
1640
1641 static void clear_io_state(struct thread_data *td)
1642 {
1643         if (td->io_engine == FIO_SYNCIO)
1644                 lseek(td->fd, SEEK_SET, 0);
1645
1646         td->last_pos = 0;
1647         td->stat_io_bytes[0] = td->stat_io_bytes[1] = 0;
1648         td->this_io_bytes[0] = td->this_io_bytes[1] = 0;
1649         td->zone_bytes = 0;
1650
1651         if (td->file_map)
1652                 memset(td->file_map, 0, td->num_maps * sizeof(long));
1653 }
1654
1655 static void update_rusage_stat(struct thread_data *td)
1656 {
1657         if (!(td->runtime[0] + td->runtime[1]))
1658                 return;
1659
1660         getrusage(RUSAGE_SELF, &td->ru_end);
1661
1662         td->usr_time += mtime_since(&td->ru_start.ru_utime, &td->ru_end.ru_utime);
1663         td->sys_time += mtime_since(&td->ru_start.ru_stime, &td->ru_end.ru_stime);
1664         td->ctx += td->ru_end.ru_nvcsw + td->ru_end.ru_nivcsw - (td->ru_start.ru_nvcsw + td->ru_start.ru_nivcsw);
1665
1666         
1667         memcpy(&td->ru_start, &td->ru_end, sizeof(td->ru_end));
1668 }
1669
1670 static void *thread_main(void *data)
1671 {
1672         struct thread_data *td = data;
1673         int ret = 1;
1674
1675         if (!td->use_thread)
1676                 setsid();
1677
1678         td->pid = getpid();
1679
1680         if (init_io_u(td))
1681                 goto err;
1682
1683         if (fio_setaffinity(td) == -1) {
1684                 td_verror(td, errno);
1685                 goto err;
1686         }
1687
1688         if (init_io(td))
1689                 goto err;
1690
1691         if (td->ioprio) {
1692                 if (ioprio_set(IOPRIO_WHO_PROCESS, 0, td->ioprio) == -1) {
1693                         td_verror(td, errno);
1694                         goto err;
1695                 }
1696         }
1697
1698         sem_post(&startup_sem);
1699         sem_wait(&td->mutex);
1700
1701         if (!td->create_serialize && setup_file(td))
1702                 goto err;
1703
1704         if (init_random_state(td))
1705                 goto err;
1706
1707         gettimeofday(&td->epoch, NULL);
1708
1709         while (td->loops--) {
1710                 getrusage(RUSAGE_SELF, &td->ru_start);
1711                 gettimeofday(&td->start, NULL);
1712                 memcpy(&td->stat_sample_time, &td->start, sizeof(td->start));
1713
1714                 if (td->ratemin)
1715                         memcpy(&td->lastrate, &td->stat_sample_time, sizeof(td->lastrate));
1716
1717                 clear_io_state(td);
1718                 prune_io_piece_log(td);
1719
1720                 do_io(td);
1721
1722                 td->runtime[td->ddir] += mtime_since_now(&td->start);
1723                 update_rusage_stat(td);
1724
1725                 if (td->error || td->terminate)
1726                         break;
1727
1728                 if (td->verify == VERIFY_NONE)
1729                         continue;
1730
1731                 clear_io_state(td);
1732                 gettimeofday(&td->start, NULL);
1733
1734                 do_verify(td);
1735
1736                 td->runtime[DDIR_READ] += mtime_since_now(&td->start);
1737
1738                 if (td->error || td->terminate)
1739                         break;
1740         }
1741
1742         ret = 0;
1743
1744         if (td->bw_log)
1745                 finish_log(td, td->bw_log, "bw");
1746         if (td->slat_log)
1747                 finish_log(td, td->slat_log, "slat");
1748         if (td->clat_log)
1749                 finish_log(td, td->clat_log, "clat");
1750
1751         if (exitall_on_terminate)
1752                 terminate_threads(td->groupid);
1753
1754 err:
1755         if (td->fd != -1) {
1756                 close(td->fd);
1757                 td->fd = -1;
1758         }
1759         if (td->mmap)
1760                 munmap(td->mmap, td->file_size);
1761         cleanup_io(td);
1762         cleanup_io_u(td);
1763         if (ret) {
1764                 sem_post(&startup_sem);
1765                 sem_wait(&td->mutex);
1766         }
1767         td_set_runstate(td, TD_EXITED);
1768         return NULL;
1769
1770 }
1771
1772 static void *fork_main(int shmid, int offset)
1773 {
1774         struct thread_data *td;
1775         void *data;
1776
1777         data = shmat(shmid, NULL, 0);
1778         if (data == (void *) -1) {
1779                 perror("shmat");
1780                 return NULL;
1781         }
1782
1783         td = data + offset * sizeof(struct thread_data);
1784         thread_main(td);
1785         shmdt(data);
1786         return NULL;
1787 }
1788
1789 static int calc_lat(struct io_stat *is, unsigned long *min, unsigned long *max,
1790                     double *mean, double *dev)
1791 {
1792         double n;
1793
1794         if (is->samples == 0)
1795                 return 0;
1796
1797         *min = is->min_val;
1798         *max = is->max_val;
1799
1800         n = (double) is->samples;
1801         *mean = (double) is->val / n;
1802         *dev = sqrt(((double) is->val_sq - (*mean * *mean) / n) / (n - 1));
1803         if (!(*min + *max) && !(*mean + *dev))
1804                 return 0;
1805
1806         return 1;
1807 }
1808
1809 static void show_ddir_status(struct thread_data *td, struct group_run_stats *rs,
1810                              int ddir)
1811 {
1812         char *ddir_str[] = { "read ", "write" };
1813         unsigned long min, max, bw;
1814         double mean, dev;
1815
1816         if (!td->runtime[ddir])
1817                 return;
1818
1819         bw = td->io_bytes[ddir] / td->runtime[ddir];
1820         printf("  %s: io=%6lluMiB, bw=%6luKiB/s, runt=%6lumsec\n", ddir_str[ddir], td->io_bytes[ddir] >> 20, bw, td->runtime[ddir]);
1821
1822         if (calc_lat(&td->slat_stat[ddir], &min, &max, &mean, &dev))
1823                 printf("    slat (msec): min=%5lu, max=%5lu, avg=%5.02f, dev=%5.02f\n", min, max, mean, dev);
1824
1825         if (calc_lat(&td->clat_stat[ddir], &min, &max, &mean, &dev))
1826                 printf("    clat (msec): min=%5lu, max=%5lu, avg=%5.02f, dev=%5.02f\n", min, max, mean, dev);
1827
1828         if (calc_lat(&td->bw_stat[ddir], &min, &max, &mean, &dev)) {
1829                 double p_of_agg;
1830
1831                 p_of_agg = mean * 100 / (double) rs->agg[ddir];
1832                 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);
1833         }
1834 }
1835
1836 static void show_thread_status(struct thread_data *td,
1837                                struct group_run_stats *rs)
1838 {
1839         double usr_cpu, sys_cpu;
1840
1841         if (!(td->io_bytes[0] + td->io_bytes[1]) && !td->error)
1842                 return;
1843
1844         printf("Client%d (groupid=%d): err=%2d:\n", td->thread_number, td->groupid, td->error);
1845
1846         show_ddir_status(td, rs, td->ddir);
1847         show_ddir_status(td, rs, td->ddir ^ 1);
1848
1849         if (td->runtime[0] + td->runtime[1]) {
1850                 double runt = td->runtime[0] + td->runtime[1];
1851
1852                 usr_cpu = (double) td->usr_time * 100 / runt;
1853                 sys_cpu = (double) td->sys_time * 100 / runt;
1854         } else {
1855                 usr_cpu = 0;
1856                 sys_cpu = 0;
1857         }
1858
1859         printf("  cpu          : usr=%3.2f%%, sys=%3.2f%%, ctx=%lu\n", usr_cpu, sys_cpu, td->ctx);
1860 }
1861
1862 static void check_str_update(struct thread_data *td)
1863 {
1864         char c = run_str[td->thread_number - 1];
1865
1866         if (td->runstate == td->old_runstate)
1867                 return;
1868
1869         switch (td->runstate) {
1870                 case TD_REAPED:
1871                         c = '_';
1872                         break;
1873                 case TD_EXITED:
1874                         c = 'E';
1875                         break;
1876                 case TD_RUNNING:
1877                         if (td_read(td)) {
1878                                 if (td->sequential)
1879                                         c = 'R';
1880                                 else
1881                                         c = 'r';
1882                         } else {
1883                                 if (td->sequential)
1884                                         c = 'W';
1885                                 else
1886                                         c = 'w';
1887                         }
1888                         break;
1889                 case TD_VERIFYING:
1890                         c = 'V';
1891                         break;
1892                 case TD_CREATED:
1893                         c = 'C';
1894                         break;
1895                 case TD_NOT_CREATED:
1896                         c = 'P';
1897                         break;
1898                 default:
1899                         printf("state %d\n", td->runstate);
1900         }
1901
1902         run_str[td->thread_number - 1] = c;
1903         td->old_runstate = td->runstate;
1904 }
1905
1906 static void eta_to_str(char *str, int eta_sec)
1907 {
1908         unsigned int d, h, m, s;
1909         static int always_d, always_h;
1910
1911         d = h = m = s = 0;
1912
1913         s = eta_sec % 60;
1914         eta_sec /= 60;
1915         m = eta_sec % 60;
1916         eta_sec /= 60;
1917         h = eta_sec % 24;
1918         eta_sec /= 24;
1919         d = eta_sec;
1920
1921         if (d || always_d) {
1922                 always_d = 1;
1923                 str += sprintf(str, "%02dd:", d);
1924         }
1925         if (h || always_h) {
1926                 always_h = 1;
1927                 str += sprintf(str, "%02dh:", h);
1928         }
1929
1930         str += sprintf(str, "%02dm:", m);
1931         str += sprintf(str, "%02ds", s);
1932 }
1933
1934 static int thread_eta(struct thread_data *td, unsigned long elapsed)
1935 {
1936         unsigned long long bytes_total, bytes_done;
1937         unsigned int eta_sec = 0;
1938
1939         bytes_total = td->total_io_size;
1940         if (td->verify)
1941                 bytes_total <<= 1;
1942         if (td->zone_size && td->zone_skip)
1943                 bytes_total /= (td->zone_skip / td->zone_size);
1944
1945         if (td->runstate == TD_RUNNING || td->runstate == TD_VERIFYING) {
1946                 double perc;
1947                 bytes_done = td->io_bytes[DDIR_READ] + td->io_bytes[DDIR_WRITE];
1948                 perc = (double) bytes_done / (double) bytes_total;
1949                 if (perc > 1.0)
1950                         perc = 1.0;
1951
1952                 eta_sec = (elapsed * (1.0 / perc)) - elapsed;
1953
1954                 if (eta_sec > (td->timeout - elapsed))
1955                         eta_sec = td->timeout - elapsed;
1956         } else if (td->runstate == TD_NOT_CREATED || td->runstate == TD_CREATED) {
1957                 int t_eta = 0, r_eta = 0;
1958
1959                 /*
1960                  * We can only guess - assume it'll run the full timeout
1961                  * if given, otherwise assume it'll run at the specified rate.
1962                  */
1963                 if (td->timeout)
1964                         t_eta = td->timeout + td->start_delay - elapsed;
1965                 if (td->rate) {
1966                         r_eta = (bytes_total / 1024) / td->rate;
1967                         r_eta += td->start_delay - elapsed;
1968                 }
1969
1970                 if (r_eta && t_eta)
1971                         eta_sec = min(r_eta, t_eta);
1972                 else if (r_eta)
1973                         eta_sec = r_eta;
1974                 else if (t_eta)
1975                         eta_sec = t_eta;
1976                 else
1977                         eta_sec = INT_MAX;
1978         } else {
1979                 /*
1980                  * thread is already done
1981                  */
1982                 eta_sec = 0;
1983         }
1984
1985         return eta_sec;
1986 }
1987
1988 static void print_thread_status(void)
1989 {
1990         unsigned long elapsed = time_since_now(&genesis);
1991         int i, nr_running, t_rate, m_rate, *eta_secs, eta_sec;
1992         char eta_str[32];
1993         double perc = 0.0;
1994
1995         eta_secs = malloc(thread_number * sizeof(int));
1996         memset(eta_secs, 0, thread_number * sizeof(int));
1997
1998         nr_running = t_rate = m_rate = 0;
1999         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2000                 struct thread_data *td = &threads[i];
2001
2002                 if (td->runstate == TD_RUNNING || td->runstate == TD_VERIFYING){
2003                         nr_running++;
2004                         t_rate += td->rate;
2005                         m_rate += td->ratemin;
2006                 }
2007
2008                 if (elapsed >= 3)
2009                         eta_secs[i] = thread_eta(td, elapsed);
2010
2011                 check_str_update(td);
2012         }
2013
2014         if (exitall_on_terminate)
2015                 eta_sec = INT_MAX;
2016         else
2017                 eta_sec = 0;
2018
2019         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2020                 if (exitall_on_terminate) {
2021                         if (eta_secs[i] < eta_sec)
2022                                 eta_sec = eta_secs[i];
2023                 } else {
2024                         if (eta_secs[i] > eta_sec)
2025                                 eta_sec = eta_secs[i];
2026                 }
2027         }
2028
2029         if (eta_sec == INT_MAX)
2030                 eta_sec = 0;
2031
2032         if (eta_sec) {
2033                 perc = (double) elapsed / (double) (elapsed + eta_sec);
2034                 eta_to_str(eta_str, eta_sec);
2035         }
2036
2037         printf("Threads now running (%d)", nr_running);
2038         if (m_rate || t_rate)
2039                 printf(", commitrate %d/%dKiB/sec", t_rate, m_rate);
2040         if (eta_sec) {
2041                 perc *= 100.0;
2042                 printf(": [%s] [%3.2f%% done] [eta %s]", run_str, perc,eta_str);
2043         }
2044         printf("\r");
2045         fflush(stdout);
2046         free(eta_secs);
2047 }
2048
2049 static void reap_threads(int *nr_running, int *t_rate, int *m_rate)
2050 {
2051         int i;
2052
2053         /*
2054          * reap exited threads (TD_EXITED -> TD_REAPED)
2055          */
2056         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2057                 struct thread_data *td = &threads[i];
2058
2059                 if (td->runstate != TD_EXITED)
2060                         continue;
2061
2062                 td_set_runstate(td, TD_REAPED);
2063
2064                 if (td->use_thread) {
2065                         long ret;
2066
2067                         if (pthread_join(td->thread, (void *) &ret))
2068                                 perror("thread_join");
2069                 } else
2070                         waitpid(td->pid, NULL, 0);
2071
2072                 (*nr_running)--;
2073                 (*m_rate) -= td->ratemin;
2074                 (*t_rate) -= td->rate;
2075         }
2076 }
2077
2078 static void run_threads(void)
2079 {
2080         struct thread_data *td;
2081         unsigned long spent;
2082         int i, todo, nr_running, m_rate, t_rate, nr_started;
2083
2084         printf("Starting %d thread%s\n", thread_number, thread_number > 1 ? "s" : "");
2085         fflush(stdout);
2086
2087         signal(SIGINT, sig_handler);
2088         signal(SIGALRM, sig_handler);
2089
2090         todo = thread_number;
2091         nr_running = 0;
2092         nr_started = 0;
2093         m_rate = t_rate = 0;
2094
2095         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2096                 td = &threads[i];
2097
2098                 run_str[td->thread_number - 1] = 'P';
2099
2100                 init_disk_util(td);
2101
2102                 if (!td->create_serialize)
2103                         continue;
2104
2105                 /*
2106                  * do file setup here so it happens sequentially,
2107                  * we don't want X number of threads getting their
2108                  * client data interspersed on disk
2109                  */
2110                 if (setup_file(td)) {
2111                         td_set_runstate(td, TD_REAPED);
2112                         todo--;
2113                 }
2114         }
2115
2116         gettimeofday(&genesis, NULL);
2117
2118         while (todo) {
2119                 /*
2120                  * create threads (TD_NOT_CREATED -> TD_CREATED)
2121                  */
2122                 for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2123                         td = &threads[i];
2124
2125                         if (td->runstate != TD_NOT_CREATED)
2126                                 continue;
2127
2128                         /*
2129                          * never got a chance to start, killed by other
2130                          * thread for some reason
2131                          */
2132                         if (td->terminate) {
2133                                 todo--;
2134                                 continue;
2135                         }
2136
2137                         if (td->start_delay) {
2138                                 spent = mtime_since_now(&genesis);
2139
2140                                 if (td->start_delay * 1000 > spent)
2141                                         continue;
2142                         }
2143
2144                         if (td->stonewall && (nr_started || nr_running))
2145                                 break;
2146
2147                         td_set_runstate(td, TD_CREATED);
2148                         sem_init(&startup_sem, 0, 1);
2149                         todo--;
2150                         nr_started++;
2151
2152                         if (td->use_thread) {
2153                                 if (pthread_create(&td->thread, NULL, thread_main, td)) {
2154                                         perror("thread_create");
2155                                         nr_started--;
2156                                 }
2157                         } else {
2158                                 if (fork())
2159                                         sem_wait(&startup_sem);
2160                                 else {
2161                                         fork_main(shm_id, i);
2162                                         exit(0);
2163                                 }
2164                         }
2165                 }
2166
2167                 /*
2168                  * start created threads (TD_CREATED -> TD_RUNNING)
2169                  */
2170                 for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2171                         td = &threads[i];
2172
2173                         if (td->runstate != TD_CREATED)
2174                                 continue;
2175
2176                         td_set_runstate(td, TD_RUNNING);
2177                         nr_running++;
2178                         nr_started--;
2179                         m_rate += td->ratemin;
2180                         t_rate += td->rate;
2181                         sem_post(&td->mutex);
2182                 }
2183
2184                 reap_threads(&nr_running, &t_rate, &m_rate);
2185
2186                 if (todo)
2187                         usleep(100000);
2188         }
2189
2190         while (nr_running) {
2191                 reap_threads(&nr_running, &t_rate, &m_rate);
2192                 usleep(10000);
2193         }
2194
2195         update_io_ticks();
2196 }
2197
2198 static void show_group_stats(struct group_run_stats *rs, int id)
2199 {
2200         printf("\nRun status group %d (all jobs):\n", id);
2201
2202         if (rs->max_run[DDIR_READ])
2203                 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]);
2204         if (rs->max_run[DDIR_WRITE])
2205                 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]);
2206 }
2207
2208 static void show_disk_util(void)
2209 {
2210         struct disk_util_stat *dus;
2211         struct list_head *entry;
2212         struct disk_util *du;
2213         double util;
2214
2215         printf("\nDisk stats (read/write):\n");
2216
2217         list_for_each(entry, &disk_list) {
2218                 du = list_entry(entry, struct disk_util, list);
2219                 dus = &du->dus;
2220
2221                 util = (double) 100 * du->dus.io_ticks / (double) du->msec;
2222                 if (util > 100.0)
2223                         util = 100.0;
2224
2225                 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);
2226         }
2227 }
2228
2229 static void show_run_stats(void)
2230 {
2231         struct group_run_stats *runstats, *rs;
2232         struct thread_data *td;
2233         int i;
2234
2235         runstats = malloc(sizeof(struct group_run_stats) * (groupid + 1));
2236
2237         for (i = 0; i < groupid + 1; i++) {
2238                 rs = &runstats[i];
2239
2240                 memset(rs, 0, sizeof(*rs));
2241                 rs->min_bw[0] = rs->min_run[0] = ~0UL;
2242                 rs->min_bw[1] = rs->min_run[1] = ~0UL;
2243         }
2244
2245         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2246                 unsigned long rbw, wbw;
2247
2248                 td = &threads[i];
2249
2250                 if (td->error) {
2251                         printf("Client%d: %s\n", td->thread_number, td->verror);
2252                         continue;
2253                 }
2254
2255                 rs = &runstats[td->groupid];
2256
2257                 if (td->runtime[0] < rs->min_run[0] || !rs->min_run[0])
2258                         rs->min_run[0] = td->runtime[0];
2259                 if (td->runtime[0] > rs->max_run[0])
2260                         rs->max_run[0] = td->runtime[0];
2261                 if (td->runtime[1] < rs->min_run[1] || !rs->min_run[1])
2262                         rs->min_run[1] = td->runtime[1];
2263                 if (td->runtime[1] > rs->max_run[1])
2264                         rs->max_run[1] = td->runtime[1];
2265
2266                 rbw = wbw = 0;
2267                 if (td->runtime[0])
2268                         rbw = td->io_bytes[0] / td->runtime[0];
2269                 if (td->runtime[1])
2270                         wbw = td->io_bytes[1] / td->runtime[1];
2271
2272                 if (rbw < rs->min_bw[0])
2273                         rs->min_bw[0] = rbw;
2274                 if (wbw < rs->min_bw[1])
2275                         rs->min_bw[1] = wbw;
2276                 if (rbw > rs->max_bw[0])
2277                         rs->max_bw[0] = rbw;
2278                 if (wbw > rs->max_bw[1])
2279                         rs->max_bw[1] = wbw;
2280
2281                 rs->io_mb[0] += td->io_bytes[0] >> 20;
2282                 rs->io_mb[1] += td->io_bytes[1] >> 20;
2283         }
2284
2285         for (i = 0; i < groupid + 1; i++) {
2286                 rs = &runstats[i];
2287
2288                 if (rs->max_run[0])
2289                         rs->agg[0] = (rs->io_mb[0]*1024*1000) / rs->max_run[0];
2290                 if (rs->max_run[1])
2291                         rs->agg[1] = (rs->io_mb[1]*1024*1000) / rs->max_run[1];
2292         }
2293
2294         /*
2295          * don't overwrite last signal output
2296          */
2297         printf("\n");
2298
2299         for (i = 0; i < thread_number; i++) {
2300                 td = &threads[i];
2301                 rs = &runstats[td->groupid];
2302
2303                 show_thread_status(td, rs);
2304         }
2305
2306         for (i = 0; i < groupid + 1; i++)
2307                 show_group_stats(&runstats[i], i);
2308
2309         show_disk_util();
2310 }
2311
2312 int main(int argc, char *argv[])
2313 {
2314         if (parse_options(argc, argv))
2315                 return 1;
2316
2317         if (!thread_number) {
2318                 printf("Nothing to do\n");
2319                 return 1;
2320         }
2321
2322         disk_util_timer_arm();
2323
2324         run_threads();
2325         show_run_stats();
2326
2327         return 0;
2328 }