fio.h

   1 #ifndef FIO_H
   2 #define FIO_H
   3
   4 #include <sched.h>
   5 #include <limits.h>
   6 #include <pthread.h>
   7 #include <sys/time.h>
   8 #include <sys/resource.h>
   9 #include <errno.h>
  10 #include <stdlib.h>
  11 #include <stdio.h>
  12 #include <unistd.h>
  13 #include <string.h>
  14 #include <getopt.h>
  15 #include <inttypes.h>
  16 #include <assert.h>
  17
  18 #include "compiler/compiler.h"
  19 #include "flist.h"
  20 #include "fifo.h"
  21 #include "rbtree.h"
  22 #include "arch/arch.h"
  23 #include "os/os.h"
  24 #include "mutex.h"
  25 #include "log.h"
  26 #include "debug.h"
  27
  28 #ifdef FIO_HAVE_GUASI
  29 #include <guasi.h>
  30 #endif
  31
  32 #ifdef FIO_HAVE_SOLARISAIO
  33 #include <sys/asynch.h>
  34 #endif
  35
  36 enum fio_ddir {
  37         DDIR_READ = 0,
  38         DDIR_WRITE,
  39         DDIR_SYNC,
  40         DDIR_INVAL = -1,
  41 };
  42
  43 enum td_ddir {
  44         TD_DDIR_READ            = 1 << 0,
  45         TD_DDIR_WRITE           = 1 << 1,
  46         TD_DDIR_RAND            = 1 << 2,
  47         TD_DDIR_RW              = TD_DDIR_READ | TD_DDIR_WRITE,
  48         TD_DDIR_RANDREAD        = TD_DDIR_READ | TD_DDIR_RAND,
  49         TD_DDIR_RANDWRITE       = TD_DDIR_WRITE | TD_DDIR_RAND,
  50         TD_DDIR_RANDRW          = TD_DDIR_RW | TD_DDIR_RAND,
  51 };
  52
  53 enum file_lock_mode {
  54         FILE_LOCK_NONE,
  55         FILE_LOCK_EXCLUSIVE,
  56         FILE_LOCK_READWRITE,
  57 };
  58
  59 /*
  60  * Use for maintaining statistics
  61  */
  62 struct io_stat {
  63         unsigned long max_val;
  64         unsigned long min_val;
  65         unsigned long samples;
  66
  67         double mean;
  68         double S;
  69 };
  70
  71 /*
  72  * A single data sample
  73  */
  74 struct io_sample {
  75         unsigned long time;
  76         unsigned long val;
  77         enum fio_ddir ddir;
  78 };
  79
  80 /*
  81  * Dynamically growing data sample log
  82  */
  83 struct io_log {
  84         unsigned long nr_samples;
  85         unsigned long max_samples;
  86         struct io_sample *log;
  87 };
  88
  89 /*
  90  * When logging io actions, this matches a single sent io_u
  91  */
  92 struct io_piece {
  93         union {
  94                 struct rb_node rb_node;
  95                 struct flist_head list;
  96         };
  97         union {
  98                 int fileno;
  99                 struct fio_file *file;
 100         };
 101         unsigned long long offset;
 102         unsigned long len;
 103         enum fio_ddir ddir;
 104         union {
 105                 unsigned long delay;
 106                 unsigned int file_action;
 107         };
 108 };
 109
 110 enum {
 111         IO_U_F_FREE     = 1 << 0,
 112         IO_U_F_FLIGHT   = 1 << 1,
 113 };
 114
 115 struct thread_data;
 116
 117 /*
 118  * The io unit
 119  */
 120 struct io_u {
 121         union {
 122 #ifdef FIO_HAVE_LIBAIO
 123                 struct iocb iocb;
 124 #endif
 125 #ifdef FIO_HAVE_POSIXAIO
 126                 struct aiocb aiocb;
 127 #endif
 128 #ifdef FIO_HAVE_SGIO
 129                 struct sg_io_hdr hdr;
 130 #endif
 131 #ifdef FIO_HAVE_GUASI
 132                 guasi_req_t greq;
 133 #endif
 134 #ifdef FIO_HAVE_SOLARISAIO
 135                 aio_result_t resultp;
 136 #endif
 137         };
 138         struct timeval start_time;
 139         struct timeval issue_time;
 140
 141         /*
 142          * Allocated/set buffer and length
 143          */
 144         void *buf;
 145         unsigned long buflen;
 146         unsigned long long offset;
 147         unsigned long long endpos;
 148
 149         /*
 150          * IO engine state, may be different from above when we get
 151          * partial transfers / residual data counts
 152          */
 153         void *xfer_buf;
 154         unsigned long xfer_buflen;
 155
 156         unsigned int resid;
 157         unsigned int error;
 158
 159         enum fio_ddir ddir;
 160
 161         /*
 162          * io engine private data
 163          */
 164         union {
 165                 unsigned int index;
 166                 unsigned int seen;
 167                 void *engine_data;
 168         };
 169
 170         unsigned int flags;
 171
 172         struct fio_file *file;
 173
 174         struct flist_head list;
 175
 176         /*
 177          * Callback for io completion
 178          */
 179         int (*end_io)(struct thread_data *, struct io_u *);
 180 };
 181
 182 /*
 183  * io_ops->queue() return values
 184  */
 185 enum {
 186         FIO_Q_COMPLETED = 0,            /* completed sync */
 187         FIO_Q_QUEUED    = 1,            /* queued, will complete async */
 188         FIO_Q_BUSY      = 2,            /* no more room, call ->commit() */
 189 };
 190
 191 #define FIO_HDR_MAGIC   0xf00baaef
 192
 193 enum {
 194         VERIFY_NONE = 0,                /* no verification */
 195         VERIFY_MD5,                     /* md5 sum data blocks */
 196         VERIFY_CRC64,                   /* crc64 sum data blocks */
 197         VERIFY_CRC32,                   /* crc32 sum data blocks */
 198         VERIFY_CRC32C,                  /* crc32c sum data blocks */
 199         VERIFY_CRC32C_INTEL,            /* crc32c sum data blocks with hw */
 200         VERIFY_CRC16,                   /* crc16 sum data blocks */
 201         VERIFY_CRC7,                    /* crc7 sum data blocks */
 202         VERIFY_SHA256,                  /* sha256 sum data blocks */
 203         VERIFY_SHA512,                  /* sha512 sum data blocks */
 204         VERIFY_META,                    /* block_num, timestamp etc. */
 205         VERIFY_NULL,                    /* pretend to verify */
 206 };
 207
 208 /*
 209  * A header structure associated with each checksummed data block. It is
 210  * followed by a checksum specific header that contains the verification
 211  * data.
 212  */
 213 struct verify_header {
 214         unsigned int fio_magic;
 215         unsigned int len;
 216         unsigned int verify_type;
 217 };
 218
 219 struct vhdr_md5 {
 220         uint32_t md5_digest[16];
 221 };
 222 struct vhdr_sha512 {
 223         uint8_t sha512[128];
 224 };
 225 struct vhdr_sha256 {
 226         uint8_t sha256[128];
 227 };
 228 struct vhdr_crc64 {
 229         uint64_t crc64;
 230 };
 231 struct vhdr_crc32 {
 232         uint32_t crc32;
 233 };
 234 struct vhdr_crc16 {
 235         uint16_t crc16;
 236 };
 237 struct vhdr_crc7 {
 238         uint8_t crc7;
 239 };
 240 struct vhdr_meta {
 241         uint64_t offset;
 242         unsigned char thread;
 243         unsigned short numberio;
 244         unsigned long time_sec;
 245         unsigned long time_usec;
 246 };
 247
 248 struct group_run_stats {
 249         unsigned long long max_run[2], min_run[2];
 250         unsigned long long max_bw[2], min_bw[2];
 251         unsigned long long io_kb[2];
 252         unsigned long long agg[2];
 253 };
 254
 255 /*
 256  * What type of allocation to use for io buffers
 257  */
 258 enum fio_memtype {
 259         MEM_MALLOC = 0, /* ordinary malloc */
 260         MEM_SHM,        /* use shared memory segments */
 261         MEM_SHMHUGE,    /* use shared memory segments with huge pages */
 262         MEM_MMAP,       /* use anonynomous mmap */
 263         MEM_MMAPHUGE,   /* memory mapped huge file */
 264 };
 265
 266 /*
 267  * The type of object we are working on
 268  */
 269 enum fio_filetype {
 270         FIO_TYPE_FILE = 1,              /* plain file */
 271         FIO_TYPE_BD,                    /* block device */
 272         FIO_TYPE_CHAR,                  /* character device */
 273         FIO_TYPE_PIPE,                  /* pipe */
 274 };
 275
 276 enum fio_ioengine_flags {
 277         FIO_SYNCIO      = 1 << 0,       /* io engine has synchronous ->queue */
 278         FIO_RAWIO       = 1 << 1,       /* some sort of direct/raw io */
 279         FIO_DISKLESSIO  = 1 << 2,       /* no disk involved */
 280         FIO_NOEXTEND    = 1 << 3,       /* engine can't extend file */
 281         FIO_NODISKUTIL  = 1 << 4,       /* diskutil can't handle filename */
 282         FIO_UNIDIR      = 1 << 5,       /* engine is uni-directional */
 283         FIO_NOIO        = 1 << 6,       /* thread does only pseudo IO */
 284         FIO_SIGQUIT     = 1 << 7,       /* needs SIGQUIT to exit */
 285 };
 286
 287 enum fio_file_flags {
 288         FIO_FILE_OPEN           = 1 << 0,       /* file is open */
 289         FIO_FILE_CLOSING        = 1 << 1,       /* file being closed */
 290         FIO_FILE_EXTEND         = 1 << 2,       /* needs extend */
 291         FIO_FILE_DONE           = 1 << 3,       /* io completed to this file */
 292         FIO_SIZE_KNOWN          = 1 << 4,       /* size has been set */
 293         FIO_FILE_HASHED         = 1 << 5,       /* file is on hash */
 294 };
 295
 296 /*
 297  * Each thread_data structure has a number of files associated with it,
 298  * this structure holds state information for a single file.
 299  */
 300 struct fio_file {
 301         struct flist_head hash_list;
 302         enum fio_filetype filetype;
 303
 304         /*
 305          * A file may not be a file descriptor, let the io engine decide
 306          */
 307         union {
 308                 unsigned long file_data;
 309                 int fd;
 310         };
 311
 312         /*
 313          * filename and possible memory mapping
 314          */
 315         char *file_name;
 316         void *mmap;
 317         unsigned int major, minor;
 318
 319         /*
 320          * size of the file, offset into file, and io size from that offset
 321          */
 322         unsigned long long real_file_size;
 323         unsigned long long file_offset;
 324         unsigned long long io_size;
 325
 326         unsigned long long last_pos;
 327
 328         /*
 329          * if io is protected by a semaphore, this is set
 330          */
 331         struct fio_mutex *lock;
 332         void *lock_owner;
 333         unsigned int lock_batch;
 334         enum fio_ddir lock_ddir;
 335
 336         /*
 337          * block map for random io
 338          */
 339         unsigned int *file_map;
 340         unsigned int num_maps;
 341         unsigned int last_free_lookup;
 342
 343         int references;
 344         enum fio_file_flags flags;
 345 };
 346
 347 /*
 348  * How many depth levels to log
 349  */
 350 #define FIO_IO_U_MAP_NR 8
 351 #define FIO_IO_U_LAT_U_NR 10
 352 #define FIO_IO_U_LAT_M_NR 12
 353
 354 struct thread_stat {
 355         char *name;
 356         char *verror;
 357         int error;
 358         int groupid;
 359         pid_t pid;
 360         char *description;
 361         int members;
 362
 363         struct io_log *slat_log;
 364         struct io_log *clat_log;
 365         struct io_log *bw_log;
 366
 367         /*
 368          * bandwidth and latency stats
 369          */
 370         struct io_stat clat_stat[2];            /* completion latency */
 371         struct io_stat slat_stat[2];            /* submission latency */
 372         struct io_stat bw_stat[2];              /* bandwidth stats */
 373
 374         unsigned long long stat_io_bytes[2];
 375         struct timeval stat_sample_time[2];
 376
 377         /*
 378          * fio system usage accounting
 379          */
 380         struct rusage ru_start;
 381         struct rusage ru_end;
 382         unsigned long usr_time;
 383         unsigned long sys_time;
 384         unsigned long ctx;
 385         unsigned long minf, majf;
 386
 387         /*
 388          * IO depth and latency stats
 389          */
 390         unsigned int io_u_map[FIO_IO_U_MAP_NR];
 391         unsigned int io_u_submit[FIO_IO_U_MAP_NR];
 392         unsigned int io_u_complete[FIO_IO_U_MAP_NR];
 393         unsigned int io_u_lat_u[FIO_IO_U_LAT_U_NR];
 394         unsigned int io_u_lat_m[FIO_IO_U_LAT_M_NR];
 395         unsigned long total_io_u[2];
 396         unsigned long short_io_u[2];
 397         unsigned long total_submit;
 398         unsigned long total_complete;
 399
 400         unsigned long long io_bytes[2];
 401         unsigned long runtime[2];
 402         unsigned long total_run_time;
 403 };
 404
 405 struct bssplit {
 406         unsigned int bs;
 407         unsigned char perc;
 408 };
 409
 410 struct thread_options {
 411         int pad;
 412         char *description;
 413         char *name;
 414         char *directory;
 415         char *filename;
 416         char *opendir;
 417         char *ioengine;
 418         enum td_ddir td_ddir;
 419         unsigned int ddir_nr;
 420         unsigned int iodepth;
 421         unsigned int iodepth_low;
 422         unsigned int iodepth_batch;
 423         unsigned int iodepth_batch_complete;
 424
 425         unsigned long long size;
 426         unsigned int fill_device;
 427         unsigned long long file_size_low;
 428         unsigned long long file_size_high;
 429         unsigned long long start_offset;
 430
 431         unsigned int bs[2];
 432         unsigned int ba[2];
 433         unsigned int min_bs[2];
 434         unsigned int max_bs[2];
 435         struct bssplit *bssplit;
 436         unsigned int bssplit_nr;
 437
 438         unsigned int nr_files;
 439         unsigned int open_files;
 440         enum file_lock_mode file_lock_mode;
 441         unsigned int lockfile_batch;
 442
 443         unsigned int odirect;
 444         unsigned int invalidate_cache;
 445         unsigned int create_serialize;
 446         unsigned int create_fsync;
 447         unsigned int create_on_open;
 448         unsigned int end_fsync;
 449         unsigned int sync_io;
 450         unsigned int verify;
 451         unsigned int do_verify;
 452         unsigned int verifysort;
 453         unsigned int verify_interval;
 454         unsigned int verify_offset;
 455         unsigned int verify_pattern;
 456         unsigned int verify_pattern_bytes;
 457         unsigned int verify_fatal;
 458         unsigned int use_thread;
 459         unsigned int unlink;
 460         unsigned int do_disk_util;
 461         unsigned int override_sync;
 462         unsigned int rand_repeatable;
 463         unsigned int write_lat_log;
 464         unsigned int write_bw_log;
 465         unsigned int norandommap;
 466         unsigned int softrandommap;
 467         unsigned int bs_unaligned;
 468         unsigned int fsync_on_close;
 469
 470         unsigned int hugepage_size;
 471         unsigned int rw_min_bs;
 472         unsigned int thinktime;
 473         unsigned int thinktime_spin;
 474         unsigned int thinktime_blocks;
 475         unsigned int fsync_blocks;
 476         unsigned int start_delay;
 477         unsigned long long timeout;
 478         unsigned long long ramp_time;
 479         unsigned int overwrite;
 480         unsigned int bw_avg_time;
 481         unsigned int loops;
 482         unsigned long long zone_size;
 483         unsigned long long zone_skip;
 484         enum fio_memtype mem_type;
 485
 486         unsigned int stonewall;
 487         unsigned int new_group;
 488         unsigned int numjobs;
 489         os_cpu_mask_t cpumask;
 490         unsigned int cpumask_set;
 491         unsigned int iolog;
 492         unsigned int rwmixcycle;
 493         unsigned int rwmix[2];
 494         unsigned int nice;
 495         unsigned int file_service_type;
 496         unsigned int group_reporting;
 497         unsigned int fadvise_hint;
 498         unsigned int zero_buffers;
 499         unsigned int refill_buffers;
 500         unsigned int time_based;
 501         unsigned int disable_clat;
 502         unsigned int disable_slat;
 503         unsigned int disable_bw;
 504         unsigned int gtod_reduce;
 505         unsigned int gtod_cpu;
 506         unsigned int gtod_offload;
 507
 508         char *read_iolog_file;
 509         char *write_iolog_file;
 510         char *bw_log_file;
 511         char *lat_log_file;
 512
 513         /*
 514          * Pre-run and post-run shell
 515          */
 516         char *exec_prerun;
 517         char *exec_postrun;
 518
 519         unsigned int rate;
 520         unsigned int ratemin;
 521         unsigned int ratecycle;
 522         unsigned int rate_iops;
 523         unsigned int rate_iops_min;
 524
 525         char *ioscheduler;
 526
 527         /*
 528          * CPU "io" cycle burner
 529          */
 530         unsigned int cpuload;
 531         unsigned int cpucycle;
 532 };
 533
 534 #define FIO_VERROR_SIZE 128
 535
 536 /*
 537  * This describes a single thread/process executing a fio job.
 538  */
 539 struct thread_data {
 540         struct thread_options o;
 541         char verror[FIO_VERROR_SIZE];
 542         pthread_t thread;
 543         int thread_number;
 544         int groupid;
 545         struct thread_stat ts;
 546         struct fio_file **files;
 547         unsigned int files_size;
 548         unsigned int files_index;
 549         unsigned int nr_open_files;
 550         unsigned int nr_done_files;
 551         unsigned int nr_normal_files;
 552         union {
 553                 unsigned int next_file;
 554                 os_random_state_t next_file_state;
 555         };
 556         int error;
 557         int done;
 558         pid_t pid;
 559         char *orig_buffer;
 560         size_t orig_buffer_size;
 561         volatile int terminate;
 562         volatile int runstate;
 563         unsigned int ioprio;
 564         unsigned int ioprio_set;
 565         unsigned int last_was_sync;
 566
 567         char *mmapfile;
 568         int mmapfd;
 569
 570         void *iolog_buf;
 571         FILE *iolog_f;
 572
 573         char *sysfs_root;
 574
 575         os_random_state_t bsrange_state;
 576         os_random_state_t verify_state;
 577
 578         int shm_id;
 579
 580         /*
 581          * IO engine hooks, contains everything needed to submit an io_u
 582          * to any of the available IO engines.
 583          */
 584         struct ioengine_ops *io_ops;
 585
 586         /*
 587          * Current IO depth and list of free and busy io_u's.
 588          */
 589         unsigned int cur_depth;
 590         unsigned int io_u_queued;
 591         struct flist_head io_u_freelist;
 592         struct flist_head io_u_busylist;
 593         struct flist_head io_u_requeues;
 594
 595         /*
 596          * Rate state
 597          */
 598         unsigned long rate_usec_cycle;
 599         long rate_pending_usleep;
 600         unsigned long rate_bytes;
 601         unsigned long rate_blocks;
 602         struct timeval lastrate;
 603
 604         unsigned long long total_io_size;
 605
 606         unsigned long io_issues[2];
 607         unsigned long long io_blocks[2];
 608         unsigned long long io_bytes[2];
 609         unsigned long long io_skip_bytes;
 610         unsigned long long this_io_bytes[2];
 611         unsigned long long zone_bytes;
 612         struct fio_mutex *mutex;
 613
 614         /*
 615          * State for random io, a bitmap of blocks done vs not done
 616          */
 617         os_random_state_t random_state;
 618
 619         struct timeval start;   /* start of this loop */
 620         struct timeval epoch;   /* time job was started */
 621         struct timeval rw_end[2];
 622         struct timeval last_issue;
 623         struct timeval tv_cache;
 624         unsigned int tv_cache_nr;
 625         unsigned int tv_cache_mask;
 626         unsigned int rw_end_set[2];
 627         unsigned int ramp_time_over;
 628
 629         /*
 630          * read/write mixed workload state
 631          */
 632         os_random_state_t rwmix_state;
 633         unsigned long rwmix_issues;
 634         enum fio_ddir rwmix_ddir;
 635         unsigned int ddir_nr;
 636
 637         /*
 638          * IO history logs for verification. We use a tree for sorting,
 639          * if we are overwriting. Otherwise just use a fifo.
 640          */
 641         struct rb_root io_hist_tree;
 642         struct flist_head io_hist_list;
 643
 644         /*
 645          * For IO replaying
 646          */
 647         struct flist_head io_log_list;
 648
 649         /*
 650          * for fileservice, how often to switch to a new file
 651          */
 652         unsigned int file_service_nr;
 653         unsigned int file_service_left;
 654         struct fio_file *file_service_file;
 655
 656         /*
 657          * For generating file sizes
 658          */
 659         os_random_state_t file_size_state;
 660 };
 661
 662 /*
 663  * roundrobin available files, or choose one at random, or do each one
 664  * serially.
 665  */
 666 enum {
 667         FIO_FSERVICE_RANDOM     = 1,
 668         FIO_FSERVICE_RR         = 2,
 669         FIO_FSERVICE_SEQ        = 3,
 670 };
 671
 672 /*
 673  * when should interactive ETA output be generated
 674  */
 675 enum {
 676         FIO_ETA_AUTO,
 677         FIO_ETA_ALWAYS,
 678         FIO_ETA_NEVER,
 679 };
 680
 681 #define __td_verror(td, err, msg, func)                                 \
 682         do {                                                            \
 683                 if ((td)->error)                                        \
 684                         break;                                          \
 685                 int e = (err);                                          \
 686                 (td)->error = e;                                        \
 687                 snprintf(td->verror, sizeof(td->verror) - 1, "file:%s:%d, func=%s, error=%s", __FILE__, __LINE__, (func), (msg));       \
 688         } while (0)
 689
 690
 691 #define td_verror(td, err, func)        \
 692         __td_verror((td), (err), strerror((err)), (func))
 693 #define td_vmsg(td, err, msg, func)     \
 694         __td_verror((td), (err), (msg), (func))
 695
 696 extern int exitall_on_terminate;
 697 extern int thread_number;
 698 extern int nr_process, nr_thread;
 699 extern int shm_id;
 700 extern int groupid;
 701 extern int terse_output;
 702 extern int temp_stall_ts;
 703 extern unsigned long long mlock_size;
 704 extern unsigned long page_mask, page_size;
 705 extern int read_only;
 706 extern int eta_print;
 707 extern unsigned long done_secs;
 708 extern char *job_section;
 709 extern int fio_gtod_offload;
 710 extern int fio_gtod_cpu;
 711
 712 extern struct thread_data *threads;
 713
 714 #define td_read(td)             ((td)->o.td_ddir & TD_DDIR_READ)
 715 #define td_write(td)            ((td)->o.td_ddir & TD_DDIR_WRITE)
 716 #define td_rw(td)               (((td)->o.td_ddir & TD_DDIR_RW) == TD_DDIR_RW)
 717 #define td_random(td)           ((td)->o.td_ddir & TD_DDIR_RAND)
 718 #define file_randommap(td, f)   (!(td)->o.norandommap && (f)->file_map)
 719
 720 static inline void fio_ro_check(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 721 {
 722         assert(!(io_u->ddir == DDIR_WRITE && !td_write(td)));
 723 }
 724
 725 #define BLOCKS_PER_MAP          (8 * sizeof(int))
 726 #define TO_MAP_BLOCK(f, b)      (b)
 727 #define RAND_MAP_IDX(f, b)      (TO_MAP_BLOCK(f, b) / BLOCKS_PER_MAP)
 728 #define RAND_MAP_BIT(f, b)      (TO_MAP_BLOCK(f, b) & (BLOCKS_PER_MAP - 1))
 729
 730 #define MAX_JOBS        (1024)
 731
 732 static inline int should_fsync(struct thread_data *td)
 733 {
 734         if (td->last_was_sync)
 735                 return 0;
 736         if (td->o.odirect)
 737                 return 0;
 738         if (td_write(td) || td_rw(td) || td->o.override_sync)
 739                 return 1;
 740
 741         return 0;
 742 }
 743
 744 /*
 745  * Disk utils as read in /sys/block/<dev>/stat
 746  */
 747 struct disk_util_stat {
 748         unsigned ios[2];
 749         unsigned merges[2];
 750         unsigned long long sectors[2];
 751         unsigned ticks[2];
 752         unsigned io_ticks;
 753         unsigned time_in_queue;
 754 };
 755
 756 /*
 757  * Per-device disk util management
 758  */
 759 struct disk_util {
 760         struct flist_head list;
 761         /* If this disk is a slave, hook it into the master's
 762          * list using this head.
 763          */
 764         struct flist_head slavelist;
 765
 766         char *name;
 767         char *sysfs_root;
 768         char path[256];
 769         int major, minor;
 770
 771         struct disk_util_stat dus;
 772         struct disk_util_stat last_dus;
 773
 774         /* For software raids, this entry maintains pointers to the
 775          * entries for the slave devices. The disk_util entries for
 776          * the slaves devices should primarily be maintained through
 777          * the disk_list list, i.e. for memory allocation and
 778          * de-allocation, etc. Whereas this list should be used only
 779          * for aggregating a software RAID's disk util figures.
 780          */
 781         struct flist_head slaves;
 782
 783         unsigned long msec;
 784         struct timeval time;
 785 };
 786
 787 #define DISK_UTIL_MSEC  (250)
 788
 789 /*
 790  * Log exports
 791  */
 792 enum file_log_act {
 793         FIO_LOG_ADD_FILE,
 794         FIO_LOG_OPEN_FILE,
 795         FIO_LOG_CLOSE_FILE,
 796         FIO_LOG_UNLINK_FILE,
 797 };
 798
 799 extern int __must_check read_iolog_get(struct thread_data *, struct io_u *);
 800 extern void log_io_u(struct thread_data *, struct io_u *);
 801 extern void log_file(struct thread_data *, struct fio_file *, enum file_log_act);
 802 extern int __must_check init_iolog(struct thread_data *td);
 803 extern void log_io_piece(struct thread_data *, struct io_u *);
 804 extern void queue_io_piece(struct thread_data *, struct io_piece *);
 805 extern void prune_io_piece_log(struct thread_data *);
 806 extern void write_iolog_close(struct thread_data *);
 807
 808 /*
 809  * Logging
 810  */
 811 extern void add_clat_sample(struct thread_data *, enum fio_ddir, unsigned long);
 812 extern void add_slat_sample(struct thread_data *, enum fio_ddir, unsigned long);
 813 extern void add_bw_sample(struct thread_data *, enum fio_ddir, struct timeval *);
 814 extern void show_run_stats(void);
 815 extern void init_disk_util(struct thread_data *);
 816 extern void update_rusage_stat(struct thread_data *);
 817 extern void update_io_ticks(void);
 818 extern void setup_log(struct io_log **);
 819 extern void finish_log(struct thread_data *, struct io_log *, const char *);
 820 extern void finish_log_named(struct thread_data *, struct io_log *, const char *, const char *);
 821 extern void __finish_log(struct io_log *, const char *);
 822 extern struct io_log *agg_io_log[2];
 823 extern int write_bw_log;
 824 extern void add_agg_sample(unsigned long, enum fio_ddir);
 825
 826 /*
 827  * Time functions
 828  */
 829 extern unsigned long long utime_since(struct timeval *, struct timeval *);
 830 extern unsigned long long utime_since_now(struct timeval *);
 831 extern unsigned long mtime_since(struct timeval *, struct timeval *);
 832 extern unsigned long mtime_since_now(struct timeval *);
 833 extern unsigned long time_since_now(struct timeval *);
 834 extern unsigned long mtime_since_genesis(void);
 835 extern void usec_spin(unsigned int);
 836 extern void usec_sleep(struct thread_data *, unsigned long);
 837 extern void rate_throttle(struct thread_data *, unsigned long, unsigned int);
 838 extern void fill_start_time(struct timeval *);
 839 extern void fio_gettime(struct timeval *, void *);
 840 extern void fio_gtod_init(void);
 841 extern void fio_gtod_update(void);
 842 extern void set_genesis_time(void);
 843 extern int ramp_time_over(struct thread_data *);
 844 extern int in_ramp_time(struct thread_data *);
 845
 846 /*
 847  * Init/option functions
 848  */
 849 extern int __must_check parse_options(int, char **);
 850 extern int fio_options_parse(struct thread_data *, char **, int);
 851 extern int fio_cmd_option_parse(struct thread_data *, const char *, char *);
 852 extern void fio_fill_default_options(struct thread_data *);
 853 extern int fio_show_option_help(const char *);
 854 extern void fio_options_dup_and_init(struct option *);
 855 extern void options_mem_dupe(struct thread_data *);
 856 extern void options_mem_free(struct thread_data *);
 857 #define FIO_GETOPT_JOB          0x89988998
 858 #define FIO_NR_OPTIONS          128
 859
 860 /*
 861  * File setup/shutdown
 862  */
 863 extern void close_files(struct thread_data *);
 864 extern void close_and_free_files(struct thread_data *);
 865 extern int __must_check setup_files(struct thread_data *);
 866 extern int __must_check file_invalidate_cache(struct thread_data *, struct fio_file *);
 867 extern int __must_check generic_open_file(struct thread_data *, struct fio_file *);
 868 extern int __must_check generic_close_file(struct thread_data *, struct fio_file *);
 869 extern int __must_check generic_get_file_size(struct thread_data *, struct fio_file *);
 870 extern int add_file(struct thread_data *, const char *);
 871 extern void get_file(struct fio_file *);
 872 extern int __must_check put_file(struct thread_data *, struct fio_file *);
 873 extern void lock_file(struct thread_data *, struct fio_file *, enum fio_ddir);
 874 extern void unlock_file(struct thread_data *, struct fio_file *);
 875 extern void unlock_file_all(struct thread_data *, struct fio_file *);
 876 extern int add_dir_files(struct thread_data *, const char *);
 877 extern int init_random_map(struct thread_data *);
 878 extern void dup_files(struct thread_data *, struct thread_data *);
 879 extern int get_fileno(struct thread_data *, const char *);
 880 extern void free_release_files(struct thread_data *);
 881
 882 /*
 883  * ETA/status stuff
 884  */
 885 extern void print_thread_status(void);
 886 extern void print_status_init(int);
 887
 888 /*
 889  * disk util stuff
 890  */
 891 #ifdef FIO_HAVE_DISK_UTIL
 892 extern void show_disk_util(void);
 893 extern void init_disk_util(struct thread_data *);
 894 extern void update_io_ticks(void);
 895 #else
 896 #define show_disk_util()
 897 #define init_disk_util(td)
 898 #define update_io_ticks()
 899 #endif
 900
 901 /*
 902  * Thread life cycle. Once a thread has a runstate beyond TD_INITIALIZED, it
 903  * will never back again. It may cycle between running/verififying/fsyncing.
 904  * Once the thread reaches TD_EXITED, it is just waiting for the core to
 905  * reap it.
 906  */
 907 enum {
 908         TD_NOT_CREATED = 0,
 909         TD_CREATED,
 910         TD_INITIALIZED,
 911         TD_RAMP,
 912         TD_RUNNING,
 913         TD_VERIFYING,
 914         TD_FSYNCING,
 915         TD_EXITED,
 916         TD_REAPED,
 917 };
 918
 919 extern void td_set_runstate(struct thread_data *, int);
 920
 921 /*
 922  * Verify helpers
 923  */
 924 extern void populate_verify_io_u(struct thread_data *, struct io_u *);
 925 extern int __must_check get_next_verify(struct thread_data *td, struct io_u *);
 926 extern int __must_check verify_io_u(struct thread_data *, struct io_u *);
 927
 928 /*
 929  * Memory helpers
 930  */
 931 extern int __must_check fio_pin_memory(void);
 932 extern void fio_unpin_memory(void);
 933 extern int __must_check allocate_io_mem(struct thread_data *);
 934 extern void free_io_mem(struct thread_data *);
 935
 936 /*
 937  * io unit handling
 938  */
 939 #define queue_full(td)  flist_empty(&(td)->io_u_freelist)
 940 extern struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *);
 941 extern struct io_u *get_io_u(struct thread_data *);
 942 extern void put_io_u(struct thread_data *, struct io_u *);
 943 extern void requeue_io_u(struct thread_data *, struct io_u **);
 944 extern long __must_check io_u_sync_complete(struct thread_data *, struct io_u *);
 945 extern long __must_check io_u_queued_complete(struct thread_data *, int);
 946 extern void io_u_queued(struct thread_data *, struct io_u *);
 947 extern void io_u_log_error(struct thread_data *, struct io_u *);
 948 extern void io_u_mark_depth(struct thread_data *, unsigned int);
 949 extern void io_u_fill_buffer(struct thread_data *td, struct io_u *, unsigned int);
 950 void io_u_mark_complete(struct thread_data *, unsigned int);
 951 void io_u_mark_submit(struct thread_data *, unsigned int);
 952
 953 /*
 954  * Reset stats after ramp time completes
 955  */
 956 extern void reset_all_stats(struct thread_data *);
 957
 958 /*
 959  * io engine entry points
 960  */
 961 extern int __must_check td_io_init(struct thread_data *);
 962 extern int __must_check td_io_prep(struct thread_data *, struct io_u *);
 963 extern int __must_check td_io_queue(struct thread_data *, struct io_u *);
 964 extern int __must_check td_io_sync(struct thread_data *, struct fio_file *);
 965 extern int __must_check td_io_getevents(struct thread_data *, unsigned int, unsigned int, struct timespec *);
 966 extern int __must_check td_io_commit(struct thread_data *);
 967 extern int __must_check td_io_open_file(struct thread_data *, struct fio_file *);
 968 extern int td_io_close_file(struct thread_data *, struct fio_file *);
 969 extern int __must_check td_io_get_file_size(struct thread_data *, struct fio_file *);
 970
 971 /*
 972  * blktrace support
 973  */
 974 #ifdef FIO_HAVE_BLKTRACE
 975 extern int is_blktrace(const char *);
 976 extern int load_blktrace(struct thread_data *, const char *);
 977 #endif
 978
 979 struct ioengine_ops {
 980         struct flist_head list;
 981         char name[16];
 982         int version;
 983         int flags;
 984         int (*setup)(struct thread_data *);
 985         int (*init)(struct thread_data *);
 986         int (*prep)(struct thread_data *, struct io_u *);
 987         int (*queue)(struct thread_data *, struct io_u *);
 988         int (*commit)(struct thread_data *);
 989         int (*getevents)(struct thread_data *, unsigned int, unsigned int, struct timespec *);
 990         struct io_u *(*event)(struct thread_data *, int);
 991         int (*cancel)(struct thread_data *, struct io_u *);
 992         void (*cleanup)(struct thread_data *);
 993         int (*open_file)(struct thread_data *, struct fio_file *);
 994         int (*close_file)(struct thread_data *, struct fio_file *);
 995         int (*get_file_size)(struct thread_data *, struct fio_file *);
 996         void *data;
 997         void *dlhandle;
 998 };
 999
1000 #define FIO_IOOPS_VERSION       10
1001
1002 extern struct ioengine_ops *load_ioengine(struct thread_data *, const char *);
1003 extern void register_ioengine(struct ioengine_ops *);
1004 extern void unregister_ioengine(struct ioengine_ops *);
1005 extern void close_ioengine(struct thread_data *);
1006
1007 /*
1008  * Mark unused variables passed to ops functions as unused, to silence gcc
1009  */
1010 #define fio_unused      __attribute((__unused__))
1011 #define fio_init        __attribute__((constructor))
1012 #define fio_exit        __attribute__((destructor))
1013
1014 #define for_each_td(td, i)      \
1015         for ((i) = 0, (td) = &threads[0]; (i) < (int) thread_number; (i)++, (td)++)
1016 #define for_each_file(td, f, i) \
1017         if ((td)->files_index)                                          \
1018                 for ((i) = 0, (f) = (td)->files[0];                     \
1019                  (i) < (td)->o.nr_files && ((f) = (td)->files[i]) != NULL; \
1020                  (i)++)
1021
1022 #define fio_assert(td, cond)    do {    \
1023         if (!(cond)) {                  \
1024                 int *__foo = NULL;      \
1025                 fprintf(stderr, "file:%s:%d, assert %s failed\n", __FILE__, __LINE__, #cond);   \
1026                 (td)->runstate = TD_EXITED;     \
1027                 (td)->error = EFAULT;           \
1028                 *__foo = 0;                     \
1029         }       \
1030 } while (0)
1031
1032 static inline void fio_file_reset(struct fio_file *f)
1033 {
1034         f->last_free_lookup = 0;
1035         f->last_pos = f->file_offset;
1036         if (f->file_map)
1037                 memset(f->file_map, 0, f->num_maps * sizeof(int));
1038 }
1039
1040 static inline void clear_error(struct thread_data *td)
1041 {
1042         td->error = 0;
1043         td->verror[0] = '\0';
1044 }
1045
1046 #ifdef FIO_INC_DEBUG
1047 static inline void dprint_io_u(struct io_u *io_u, const char *p)
1048 {
1049         struct fio_file *f = io_u->file;
1050
1051         dprint(FD_IO, "%s: io_u %p: off=%llu/len=%lu/ddir=%d", p, io_u,
1052                                         (unsigned long long) io_u->offset,
1053                                         io_u->buflen, io_u->ddir);
1054         if (fio_debug & (1 << FD_IO)) {
1055                 if (f)
1056                         log_info("/%s", f->file_name);
1057
1058                 log_info("\n");
1059         }
1060 }
1061 #else
1062 #define dprint_io_u(io_u, p)
1063 #endif
1064
1065 static inline int fio_fill_issue_time(struct thread_data *td)
1066 {
1067         if (td->o.read_iolog_file ||
1068             !td->o.disable_clat || !td->o.disable_slat || !td->o.disable_bw)
1069                 return 1;
1070
1071         return 0;
1072 }
1073
1074 #endif