io_u.c

   1 #include <unistd.h>
   2 #include <fcntl.h>
   3 #include <string.h>
   4 #include <signal.h>
   5 #include <time.h>
   6 #include <assert.h>
   7
   8 #include "fio.h"
   9 #include "hash.h"
  10
  11 /*
  12  * Change this define to play with the timeout handling
  13  */
  14 #undef FIO_USE_TIMEOUT
  15
  16 struct io_completion_data {
  17         int nr;                         /* input */
  18
  19         int error;                      /* output */
  20         unsigned long bytes_done[2];    /* output */
  21         struct timeval time;            /* output */
  22 };
  23
  24 /*
  25  * The ->file_map[] contains a map of blocks we have or have not done io
  26  * to yet. Used to make sure we cover the entire range in a fair fashion.
  27  */
  28 static int random_map_free(struct fio_file *f, const unsigned long long block)
  29 {
  30         unsigned int idx = RAND_MAP_IDX(f, block);
  31         unsigned int bit = RAND_MAP_BIT(f, block);
  32
  33         dprint(FD_RANDOM, "free: b=%llu, idx=%u, bit=%u\n", block, idx, bit);
  34
  35         return (f->file_map[idx] & (1UL << bit)) == 0;
  36 }
  37
  38 /*
  39  * Mark a given offset as used in the map.
  40  */
  41 static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
  42 {
  43         unsigned int min_bs = td->o.rw_min_bs;
  44         struct fio_file *f = io_u->file;
  45         unsigned long long block;
  46         unsigned int blocks;
  47         unsigned int nr_blocks;
  48
  49         block = (io_u->offset - f->file_offset) / (unsigned long long) min_bs;
  50         blocks = 0;
  51         nr_blocks = (io_u->buflen + min_bs - 1) / min_bs;
  52
  53         while (blocks < nr_blocks) {
  54                 unsigned int idx, bit;
  55
  56                 /*
  57                  * If we have a mixed random workload, we may
  58                  * encounter blocks we already did IO to.
  59                  */
  60                 if ((td->o.ddir_nr == 1) && !random_map_free(f, block))
  61                         break;
  62
  63                 idx = RAND_MAP_IDX(f, block);
  64                 bit = RAND_MAP_BIT(f, block);
  65
  66                 fio_assert(td, idx < f->num_maps);
  67
  68                 f->file_map[idx] |= (1UL << bit);
  69                 block++;
  70                 blocks++;
  71         }
  72
  73         if ((blocks * min_bs) < io_u->buflen)
  74                 io_u->buflen = blocks * min_bs;
  75 }
  76
  77 static inline unsigned long long last_block(struct thread_data *td,
  78                                             struct fio_file *f,
  79                                             enum fio_ddir ddir)
  80 {
  81         unsigned long long max_blocks;
  82
  83         max_blocks = f->io_size / (unsigned long long) td->o.min_bs[ddir];
  84         if (!max_blocks)
  85                 return 0;
  86
  87         return max_blocks;
  88 }
  89
  90 /*
  91  * Return the next free block in the map.
  92  */
  93 static int get_next_free_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  94                                enum fio_ddir ddir, unsigned long long *b)
  95 {
  96         unsigned long long min_bs = td->o.rw_min_bs;
  97         int i;
  98
  99         i = f->last_free_lookup;
 100         *b = (i * BLOCKS_PER_MAP);
 101         while ((*b) * min_bs < f->real_file_size) {
 102                 if (f->file_map[i] != -1UL) {
 103                         *b += fio_ffz(f->file_map[i]);
 104                         if (*b > last_block(td, f, ddir))
 105                                 break;
 106                         f->last_free_lookup = i;
 107                         return 0;
 108                 }
 109
 110                 *b += BLOCKS_PER_MAP;
 111                 i++;
 112         }
 113
 114         dprint(FD_IO, "failed finding a free block\n");
 115         return 1;
 116 }
 117
 118 static int get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 119                                 enum fio_ddir ddir, unsigned long long *b)
 120 {
 121         unsigned long long r;
 122         int loops = 5;
 123
 124         do {
 125                 r = os_random_long(&td->random_state);
 126                 dprint(FD_RANDOM, "off rand %llu\n", r);
 127                 *b = (last_block(td, f, ddir) - 1)
 128                         * (r / ((unsigned long long) RAND_MAX + 1.0));
 129
 130                 /*
 131                  * if we are not maintaining a random map, we are done.
 132                  */
 133                 if (!file_randommap(td, f))
 134                         return 0;
 135
 136                 /*
 137                  * calculate map offset and check if it's free
 138                  */
 139                 if (random_map_free(f, *b))
 140                         return 0;
 141
 142                 dprint(FD_RANDOM, "get_next_rand_offset: offset %llu busy\n",
 143                                                                         *b);
 144         } while (--loops);
 145
 146         /*
 147          * we get here, if we didn't suceed in looking up a block. generate
 148          * a random start offset into the filemap, and find the first free
 149          * block from there.
 150          */
 151         loops = 10;
 152         do {
 153                 f->last_free_lookup = (f->num_maps - 1) * (r / (RAND_MAX+1.0));
 154                 if (!get_next_free_block(td, f, ddir, b))
 155                         return 0;
 156
 157                 r = os_random_long(&td->random_state);
 158         } while (--loops);
 159
 160         /*
 161          * that didn't work either, try exhaustive search from the start
 162          */
 163         f->last_free_lookup = 0;
 164         return get_next_free_block(td, f, ddir, b);
 165 }
 166
 167 /*
 168  * For random io, generate a random new block and see if it's used. Repeat
 169  * until we find a free one. For sequential io, just return the end of
 170  * the last io issued.
 171  */
 172 static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 173 {
 174         struct fio_file *f = io_u->file;
 175         unsigned long long b;
 176         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
 177
 178         if (td_random(td) && (td->o.ddir_nr && !--td->ddir_nr)) {
 179                 td->ddir_nr = td->o.ddir_nr;
 180
 181                 if (get_next_rand_offset(td, f, ddir, &b))
 182                         return 1;
 183         } else {
 184                 if (f->last_pos >= f->real_file_size) {
 185                         if (!td_random(td) ||
 186                              get_next_rand_offset(td, f, ddir, &b))
 187                                 return 1;
 188                 } else
 189                         b = (f->last_pos - f->file_offset) / td->o.min_bs[ddir];
 190         }
 191
 192         io_u->offset = b * td->o.min_bs[ddir];
 193         if (io_u->offset >= f->io_size) {
 194                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= io_size %llu\n",
 195                                         io_u->offset, f->io_size);
 196                 return 1;
 197         }
 198
 199         io_u->offset += f->file_offset;
 200         if (io_u->offset >= f->real_file_size) {
 201                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= size %llu\n",
 202                                         io_u->offset, f->real_file_size);
 203                 return 1;
 204         }
 205
 206         return 0;
 207 }
 208
 209 static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 210 {
 211         const int ddir = io_u->ddir;
 212         unsigned int buflen;
 213         long r;
 214
 215         if (td->o.min_bs[ddir] == td->o.max_bs[ddir])
 216                 buflen = td->o.min_bs[ddir];
 217         else {
 218                 r = os_random_long(&td->bsrange_state);
 219                 if (!td->o.bssplit_nr) {
 220                         buflen = (unsigned int)
 221                                         (1 + (double) (td->o.max_bs[ddir] - 1)
 222                                         * r / (RAND_MAX + 1.0));
 223                 } else {
 224                         long perc = 0;
 225                         unsigned int i;
 226
 227                         for (i = 0; i < td->o.bssplit_nr; i++) {
 228                                 struct bssplit *bsp = &td->o.bssplit[i];
 229
 230                                 buflen = bsp->bs;
 231                                 perc += bsp->perc;
 232                                 if (r <= ((LONG_MAX / 100L) * perc))
 233                                         break;
 234                         }
 235                 }
 236                 if (!td->o.bs_unaligned) {
 237                         buflen = (buflen + td->o.min_bs[ddir] - 1)
 238                                         & ~(td->o.min_bs[ddir] - 1);
 239                 }
 240         }
 241
 242         if (io_u->offset + buflen > io_u->file->real_file_size) {
 243                 dprint(FD_IO, "lower buflen %u -> %u (ddir=%d)\n", buflen,
 244                                                 td->o.min_bs[ddir], ddir);
 245                 buflen = td->o.min_bs[ddir];
 246         }
 247
 248         return buflen;
 249 }
 250
 251 static void set_rwmix_bytes(struct thread_data *td)
 252 {
 253         unsigned long issues;
 254         unsigned int diff;
 255
 256         /*
 257          * we do time or byte based switch. this is needed because
 258          * buffered writes may issue a lot quicker than they complete,
 259          * whereas reads do not.
 260          */
 261         issues = td->io_issues[td->rwmix_ddir] - td->rwmix_issues;
 262         diff = td->o.rwmix[td->rwmix_ddir ^ 1];
 263
 264         td->rwmix_issues = td->io_issues[td->rwmix_ddir]
 265                                 + (issues * ((100 - diff)) / diff);
 266 }
 267
 268 static inline enum fio_ddir get_rand_ddir(struct thread_data *td)
 269 {
 270         unsigned int v;
 271         long r;
 272
 273         r = os_random_long(&td->rwmix_state);
 274         v = 1 + (int) (100.0 * (r / (RAND_MAX + 1.0)));
 275         if (v < td->o.rwmix[DDIR_READ])
 276                 return DDIR_READ;
 277
 278         return DDIR_WRITE;
 279 }
 280
 281 /*
 282  * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
 283  * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
 284  * necessary.
 285  */
 286 static enum fio_ddir get_rw_ddir(struct thread_data *td)
 287 {
 288         if (td_rw(td)) {
 289                 /*
 290                  * Check if it's time to seed a new data direction.
 291                  */
 292                 if (td->io_issues[td->rwmix_ddir] >= td->rwmix_issues) {
 293                         unsigned long long max_bytes;
 294                         enum fio_ddir ddir;
 295
 296                         /*
 297                          * Put a top limit on how many bytes we do for
 298                          * one data direction, to avoid overflowing the
 299                          * ranges too much
 300                          */
 301                         ddir = get_rand_ddir(td);
 302                         max_bytes = td->this_io_bytes[ddir];
 303                         if (max_bytes >=
 304                             (td->o.size * td->o.rwmix[ddir] / 100)) {
 305                                 if (!td->rw_end_set[ddir])
 306                                         td->rw_end_set[ddir] = 1;
 307
 308                                 ddir ^= 1;
 309                         }
 310
 311                         if (ddir != td->rwmix_ddir)
 312                                 set_rwmix_bytes(td);
 313
 314                         td->rwmix_ddir = ddir;
 315                 }
 316                 return td->rwmix_ddir;
 317         } else if (td_read(td))
 318                 return DDIR_READ;
 319         else
 320                 return DDIR_WRITE;
 321 }
 322
 323 static void put_file_log(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 324 {
 325         int ret = put_file(td, f);
 326
 327         if (ret)
 328                 td_verror(td, ret, "file close");
 329 }
 330
 331 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 332 {
 333         assert((io_u->flags & IO_U_F_FREE) == 0);
 334         io_u->flags |= IO_U_F_FREE;
 335
 336         if (io_u->file)
 337                 put_file_log(td, io_u->file);
 338
 339         io_u->file = NULL;
 340         list_del(&io_u->list);
 341         list_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
 342         td->cur_depth--;
 343 }
 344
 345 void requeue_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 346 {
 347         struct io_u *__io_u = *io_u;
 348
 349         __io_u->flags |= IO_U_F_FREE;
 350         if ((__io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT) && (__io_u->ddir != DDIR_SYNC))
 351                 td->io_issues[__io_u->ddir]--;
 352
 353         __io_u->flags &= ~IO_U_F_FLIGHT;
 354
 355         list_del(&__io_u->list);
 356         list_add_tail(&__io_u->list, &td->io_u_requeues);
 357         td->cur_depth--;
 358         *io_u = NULL;
 359 }
 360
 361 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 362 {
 363         if (td->io_ops->flags & FIO_NOIO)
 364                 goto out;
 365
 366         /*
 367          * see if it's time to sync
 368          */
 369         if (td->o.fsync_blocks &&
 370            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fsync_blocks) &&
 371              td->io_issues[DDIR_WRITE] && should_fsync(td)) {
 372                 io_u->ddir = DDIR_SYNC;
 373                 goto out;
 374         }
 375
 376         io_u->ddir = get_rw_ddir(td);
 377
 378         /*
 379          * See if it's time to switch to a new zone
 380          */
 381         if (td->zone_bytes >= td->o.zone_size) {
 382                 td->zone_bytes = 0;
 383                 io_u->file->last_pos += td->o.zone_skip;
 384                 td->io_skip_bytes += td->o.zone_skip;
 385         }
 386
 387         /*
 388          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next buflen and
 389          * position.
 390          */
 391         if (get_next_offset(td, io_u)) {
 392                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting offset\n", io_u);
 393                 return 1;
 394         }
 395
 396         io_u->buflen = get_next_buflen(td, io_u);
 397         if (!io_u->buflen) {
 398                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting buflen\n", io_u);
 399                 return 1;
 400         }
 401
 402         if (io_u->offset + io_u->buflen > io_u->file->real_file_size) {
 403                 dprint(FD_IO, "io_u %p, offset too large\n", io_u);
 404                 dprint(FD_IO, "  off=%llu/%lu > %llu\n", io_u->offset,
 405                                 io_u->buflen, io_u->file->real_file_size);
 406                 return 1;
 407         }
 408
 409         /*
 410          * mark entry before potentially trimming io_u
 411          */
 412         if (td_random(td) && file_randommap(td, io_u->file))
 413                 mark_random_map(td, io_u);
 414
 415         /*
 416          * If using a write iolog, store this entry.
 417          */
 418 out:
 419         dprint_io_u(io_u, "fill_io_u");
 420         td->zone_bytes += io_u->buflen;
 421         log_io_u(td, io_u);
 422         return 0;
 423 }
 424
 425 void io_u_mark_depth(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 426 {
 427         int index = 0;
 428
 429         switch (td->cur_depth) {
 430         default:
 431                 index = 6;
 432                 break;
 433         case 32 ... 63:
 434                 index = 5;
 435                 break;
 436         case 16 ... 31:
 437                 index = 4;
 438                 break;
 439         case 8 ... 15:
 440                 index = 3;
 441                 break;
 442         case 4 ... 7:
 443                 index = 2;
 444                 break;
 445         case 2 ... 3:
 446                 index = 1;
 447         case 1:
 448                 break;
 449         }
 450
 451         td->ts.io_u_map[index] += nr;
 452 }
 453
 454 static void io_u_mark_lat_usec(struct thread_data *td, unsigned long usec)
 455 {
 456         int index = 0;
 457
 458         assert(usec < 1000);
 459
 460         switch (usec) {
 461         case 750 ... 999:
 462                 index = 9;
 463                 break;
 464         case 500 ... 749:
 465                 index = 8;
 466                 break;
 467         case 250 ... 499:
 468                 index = 7;
 469                 break;
 470         case 100 ... 249:
 471                 index = 6;
 472                 break;
 473         case 50 ... 99:
 474                 index = 5;
 475                 break;
 476         case 20 ... 49:
 477                 index = 4;
 478                 break;
 479         case 10 ... 19:
 480                 index = 3;
 481                 break;
 482         case 4 ... 9:
 483                 index = 2;
 484                 break;
 485         case 2 ... 3:
 486                 index = 1;
 487         case 0 ... 1:
 488                 break;
 489         }
 490
 491         assert(index < FIO_IO_U_LAT_U_NR);
 492         td->ts.io_u_lat_u[index]++;
 493 }
 494
 495 static void io_u_mark_lat_msec(struct thread_data *td, unsigned long msec)
 496 {
 497         int index = 0;
 498
 499         switch (msec) {
 500         default:
 501                 index = 11;
 502                 break;
 503         case 1000 ... 1999:
 504                 index = 10;
 505                 break;
 506         case 750 ... 999:
 507                 index = 9;
 508                 break;
 509         case 500 ... 749:
 510                 index = 8;
 511                 break;
 512         case 250 ... 499:
 513                 index = 7;
 514                 break;
 515         case 100 ... 249:
 516                 index = 6;
 517                 break;
 518         case 50 ... 99:
 519                 index = 5;
 520                 break;
 521         case 20 ... 49:
 522                 index = 4;
 523                 break;
 524         case 10 ... 19:
 525                 index = 3;
 526                 break;
 527         case 4 ... 9:
 528                 index = 2;
 529                 break;
 530         case 2 ... 3:
 531                 index = 1;
 532         case 0 ... 1:
 533                 break;
 534         }
 535
 536         assert(index < FIO_IO_U_LAT_M_NR);
 537         td->ts.io_u_lat_m[index]++;
 538 }
 539
 540 static void io_u_mark_latency(struct thread_data *td, unsigned long usec)
 541 {
 542         if (usec < 1000)
 543                 io_u_mark_lat_usec(td, usec);
 544         else
 545                 io_u_mark_lat_msec(td, usec / 1000);
 546 }
 547
 548 /*
 549  * Get next file to service by choosing one at random
 550  */
 551 static struct fio_file *get_next_file_rand(struct thread_data *td, int goodf,
 552                                            int badf)
 553 {
 554         struct fio_file *f;
 555         int fno;
 556
 557         do {
 558                 long r = os_random_long(&td->next_file_state);
 559
 560                 fno = (unsigned int) ((double) td->o.nr_files
 561                         * (r / (RAND_MAX + 1.0)));
 562                 f = td->files[fno];
 563                 if (f->flags & FIO_FILE_DONE)
 564                         continue;
 565
 566                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf)) {
 567                         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rand: %p\n", f);
 568                         return f;
 569                 }
 570         } while (1);
 571 }
 572
 573 /*
 574  * Get next file to service by doing round robin between all available ones
 575  */
 576 static struct fio_file *get_next_file_rr(struct thread_data *td, int goodf,
 577                                          int badf)
 578 {
 579         unsigned int old_next_file = td->next_file;
 580         struct fio_file *f;
 581
 582         do {
 583                 f = td->files[td->next_file];
 584
 585                 td->next_file++;
 586                 if (td->next_file >= td->o.nr_files)
 587                         td->next_file = 0;
 588
 589                 if (f->flags & FIO_FILE_DONE) {
 590                         f = NULL;
 591                         continue;
 592                 }
 593
 594                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf))
 595                         break;
 596
 597                 f = NULL;
 598         } while (td->next_file != old_next_file);
 599
 600         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rr: %p\n", f);
 601         return f;
 602 }
 603
 604 static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
 605 {
 606         struct fio_file *f;
 607
 608         assert(td->o.nr_files <= td->files_index);
 609
 610         if (!td->nr_open_files || td->nr_done_files >= td->o.nr_files) {
 611                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: nr_open=%d, nr_done=%d,"
 612                                 " nr_files=%d\n", td->nr_open_files,
 613                                                   td->nr_done_files,
 614                                                   td->o.nr_files);
 615                 return NULL;
 616         }
 617
 618         f = td->file_service_file;
 619         if (f && (f->flags & FIO_FILE_OPEN) && td->file_service_left--)
 620                 goto out;
 621
 622         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RR)
 623                 f = get_next_file_rr(td, FIO_FILE_OPEN, FIO_FILE_CLOSING);
 624         else
 625                 f = get_next_file_rand(td, FIO_FILE_OPEN, FIO_FILE_CLOSING);
 626
 627         td->file_service_file = f;
 628         td->file_service_left = td->file_service_nr - 1;
 629 out:
 630         dprint(FD_FILE, "get_next_file: %p\n", f);
 631         return f;
 632 }
 633
 634 static struct fio_file *find_next_new_file(struct thread_data *td)
 635 {
 636         struct fio_file *f;
 637
 638         if (!td->nr_open_files || td->nr_done_files >= td->o.nr_files)
 639                 return NULL;
 640
 641         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RR)
 642                 f = get_next_file_rr(td, 0, FIO_FILE_OPEN);
 643         else
 644                 f = get_next_file_rand(td, 0, FIO_FILE_OPEN);
 645
 646         return f;
 647 }
 648
 649 static int set_io_u_file(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 650 {
 651         struct fio_file *f;
 652
 653         do {
 654                 f = get_next_file(td);
 655                 if (!f)
 656                         return 1;
 657
 658 set_file:
 659                 io_u->file = f;
 660                 get_file(f);
 661
 662                 if (!fill_io_u(td, io_u))
 663                         break;
 664
 665                 /*
 666                  * optimization to prevent close/open of the same file. This
 667                  * way we preserve queueing etc.
 668                  */
 669                 if (td->o.nr_files == 1 && td->o.time_based) {
 670                         put_file_log(td, f);
 671                         fio_file_reset(f);
 672                         goto set_file;
 673                 }
 674
 675                 /*
 676                  * td_io_close() does a put_file() as well, so no need to
 677                  * do that here.
 678                  */
 679                 io_u->file = NULL;
 680                 td_io_close_file(td, f);
 681                 f->flags |= FIO_FILE_DONE;
 682                 td->nr_done_files++;
 683
 684                 /*
 685                  * probably not the right place to do this, but see
 686                  * if we need to open a new file
 687                  */
 688                 if (td->nr_open_files < td->o.open_files &&
 689                     td->o.open_files != td->o.nr_files) {
 690                         f = find_next_new_file(td);
 691
 692                         if (!f || td_io_open_file(td, f))
 693                                 return 1;
 694
 695                         goto set_file;
 696                 }
 697         } while (1);
 698
 699         return 0;
 700 }
 701
 702
 703 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
 704 {
 705         struct io_u *io_u = NULL;
 706
 707         if (!list_empty(&td->io_u_requeues))
 708                 io_u = list_entry(td->io_u_requeues.next, struct io_u, list);
 709         else if (!queue_full(td)) {
 710                 io_u = list_entry(td->io_u_freelist.next, struct io_u, list);
 711
 712                 io_u->buflen = 0;
 713                 io_u->resid = 0;
 714                 io_u->file = NULL;
 715                 io_u->end_io = NULL;
 716         }
 717
 718         if (io_u) {
 719                 assert(io_u->flags & IO_U_F_FREE);
 720                 io_u->flags &= ~IO_U_F_FREE;
 721
 722                 io_u->error = 0;
 723                 list_del(&io_u->list);
 724                 list_add(&io_u->list, &td->io_u_busylist);
 725                 td->cur_depth++;
 726         }
 727
 728         return io_u;
 729 }
 730
 731 /*
 732  * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
 733  * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped and submitted.
 734  */
 735 struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
 736 {
 737         struct fio_file *f;
 738         struct io_u *io_u;
 739
 740         io_u = __get_io_u(td);
 741         if (!io_u) {
 742                 dprint(FD_IO, "__get_io_u failed\n");
 743                 return NULL;
 744         }
 745
 746         /*
 747          * from a requeue, io_u already setup
 748          */
 749         if (io_u->file)
 750                 goto out;
 751
 752         /*
 753          * If using an iolog, grab next piece if any available.
 754          */
 755         if (td->o.read_iolog_file) {
 756                 if (read_iolog_get(td, io_u))
 757                         goto err_put;
 758         } else if (set_io_u_file(td, io_u)) {
 759                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
 760                 goto err_put;
 761         }
 762
 763         f = io_u->file;
 764         assert(f->flags & FIO_FILE_OPEN);
 765
 766         if (io_u->ddir != DDIR_SYNC) {
 767                 if (!io_u->buflen && !(td->io_ops->flags & FIO_NOIO)) {
 768                         dprint(FD_IO, "get_io_u: zero buflen on %p\n", io_u);
 769                         goto err_put;
 770                 }
 771
 772                 f->last_pos = io_u->offset + io_u->buflen;
 773
 774                 if (td->o.verify != VERIFY_NONE)
 775                         populate_verify_io_u(td, io_u);
 776         }
 777
 778         /*
 779          * Set io data pointers.
 780          */
 781         io_u->endpos = io_u->offset + io_u->buflen;
 782         io_u->xfer_buf = io_u->buf;
 783         io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
 784
 785         if (td->o.refill_buffers && io_u->ddir == DDIR_WRITE)
 786                 io_u_fill_buffer(td, io_u, io_u->xfer_buflen);
 787 out:
 788         if (!td_io_prep(td, io_u)) {
 789                 fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
 790                 return io_u;
 791         }
 792 err_put:
 793         dprint(FD_IO, "get_io_u failed\n");
 794         put_io_u(td, io_u);
 795         return NULL;
 796 }
 797
 798 void io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 799 {
 800         const char *msg[] = { "read", "write", "sync" };
 801
 802         log_err("fio: io_u error");
 803
 804         if (io_u->file)
 805                 log_err(" on file %s", io_u->file->file_name);
 806
 807         log_err(": %s\n", strerror(io_u->error));
 808
 809         log_err("     %s offset=%llu, buflen=%lu\n", msg[io_u->ddir],
 810                                         io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
 811
 812         if (!td->error)
 813                 td_verror(td, io_u->error, "io_u error");
 814 }
 815
 816 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 817                          struct io_completion_data *icd)
 818 {
 819         unsigned long usec;
 820
 821         dprint_io_u(io_u, "io complete");
 822
 823         assert(io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT);
 824         io_u->flags &= ~IO_U_F_FLIGHT;
 825
 826         if (io_u->ddir == DDIR_SYNC) {
 827                 td->last_was_sync = 1;
 828                 return;
 829         }
 830
 831         td->last_was_sync = 0;
 832
 833         if (!io_u->error) {
 834                 unsigned int bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
 835                 const enum fio_ddir idx = io_u->ddir;
 836                 int ret;
 837
 838                 td->io_blocks[idx]++;
 839                 td->io_bytes[idx] += bytes;
 840                 td->this_io_bytes[idx] += bytes;
 841
 842                 usec = utime_since(&io_u->issue_time, &icd->time);
 843
 844                 add_clat_sample(td, idx, usec);
 845                 add_bw_sample(td, idx, &icd->time);
 846                 io_u_mark_latency(td, usec);
 847
 848                 if (td_write(td) && idx == DDIR_WRITE &&
 849                     td->o.do_verify &&
 850                     td->o.verify != VERIFY_NONE)
 851                         log_io_piece(td, io_u);
 852
 853                 icd->bytes_done[idx] += bytes;
 854
 855                 if (io_u->end_io) {
 856                         ret = io_u->end_io(td, io_u);
 857                         if (ret && !icd->error)
 858                                 icd->error = ret;
 859                 }
 860         } else {
 861                 icd->error = io_u->error;
 862                 io_u_log_error(td, io_u);
 863         }
 864 }
 865
 866 static void init_icd(struct io_completion_data *icd, int nr)
 867 {
 868         fio_gettime(&icd->time, NULL);
 869
 870         icd->nr = nr;
 871
 872         icd->error = 0;
 873         icd->bytes_done[0] = icd->bytes_done[1] = 0;
 874 }
 875
 876 static void ios_completed(struct thread_data *td,
 877                           struct io_completion_data *icd)
 878 {
 879         struct io_u *io_u;
 880         int i;
 881
 882         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
 883                 io_u = td->io_ops->event(td, i);
 884
 885                 io_completed(td, io_u, icd);
 886                 put_io_u(td, io_u);
 887         }
 888 }
 889
 890 /*
 891  * Complete a single io_u for the sync engines.
 892  */
 893 long io_u_sync_complete(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 894 {
 895         struct io_completion_data icd;
 896
 897         init_icd(&icd, 1);
 898         io_completed(td, io_u, &icd);
 899         put_io_u(td, io_u);
 900
 901         if (!icd.error)
 902                 return icd.bytes_done[0] + icd.bytes_done[1];
 903
 904         td_verror(td, icd.error, "io_u_sync_complete");
 905         return -1;
 906 }
 907
 908 /*
 909  * Called to complete min_events number of io for the async engines.
 910  */
 911 long io_u_queued_complete(struct thread_data *td, int min_events)
 912 {
 913         struct io_completion_data icd;
 914         struct timespec *tvp = NULL;
 915         int ret;
 916         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0, };
 917
 918         dprint(FD_IO, "io_u_queued_completed: min=%d\n", min_events);
 919
 920         if (!min_events)
 921                 tvp = &ts;
 922
 923         ret = td_io_getevents(td, min_events, td->cur_depth, tvp);
 924         if (ret < 0) {
 925                 td_verror(td, -ret, "td_io_getevents");
 926                 return ret;
 927         } else if (!ret)
 928                 return ret;
 929
 930         init_icd(&icd, ret);
 931         ios_completed(td, &icd);
 932         if (!icd.error)
 933                 return icd.bytes_done[0] + icd.bytes_done[1];
 934
 935         td_verror(td, icd.error, "io_u_queued_complete");
 936         return -1;
 937 }
 938
 939 /*
 940  * Call when io_u is really queued, to update the submission latency.
 941  */
 942 void io_u_queued(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 943 {
 944         unsigned long slat_time;
 945
 946         slat_time = utime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time);
 947         add_slat_sample(td, io_u->ddir, slat_time);
 948 }
 949
 950 /*
 951  * "randomly" fill the buffer contents
 952  */
 953 void io_u_fill_buffer(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 954                       unsigned int max_bs)
 955 {
 956         long *ptr = io_u->buf;
 957
 958         if (!td->o.zero_buffers) {
 959                 while ((void *) ptr - io_u->buf < max_bs) {
 960                         *ptr = rand() * GOLDEN_RATIO_PRIME;
 961                         ptr++;
 962                 }
 963         } else
 964                 memset(ptr, 0, max_bs);
 965 }
 966
 967 #ifdef FIO_USE_TIMEOUT
 968 void io_u_set_timeout(struct thread_data *td)
 969 {
 970         assert(td->cur_depth);
 971
 972         td->timer.it_interval.tv_sec = 0;
 973         td->timer.it_interval.tv_usec = 0;
 974         td->timer.it_value.tv_sec = IO_U_TIMEOUT + IO_U_TIMEOUT_INC;
 975         td->timer.it_value.tv_usec = 0;
 976         setitimer(ITIMER_REAL, &td->timer, NULL);
 977         fio_gettime(&td->timeout_end, NULL);
 978 }
 979
 980 static void io_u_dump(struct io_u *io_u)
 981 {
 982         unsigned long t_start = mtime_since_now(&io_u->start_time);
 983         unsigned long t_issue = mtime_since_now(&io_u->issue_time);
 984
 985         log_err("io_u=%p, t_start=%lu, t_issue=%lu\n", io_u, t_start, t_issue);
 986         log_err("  buf=%p/%p, len=%lu/%lu, offset=%llu\n", io_u->buf,
 987                                                 io_u->xfer_buf, io_u->buflen,
 988                                                 io_u->xfer_buflen,
 989                                                 io_u->offset);
 990         log_err("  ddir=%d, fname=%s\n", io_u->ddir, io_u->file->file_name);
 991 }
 992 #else
 993 void io_u_set_timeout(struct thread_data fio_unused *td)
 994 {
 995 }
 996 #endif
 997
 998 #ifdef FIO_USE_TIMEOUT
 999 static void io_u_timeout_handler(int fio_unused sig)
1000 {
1001         struct thread_data *td, *__td;
1002         pid_t pid = getpid();
1003         struct list_head *entry;
1004         struct io_u *io_u;
1005         int i;
1006
1007         log_err("fio: io_u timeout\n");
1008
1009         /*
1010          * TLS would be nice...
1011          */
1012         td = NULL;
1013         for_each_td(__td, i) {
1014                 if (__td->pid == pid) {
1015                         td = __td;
1016                         break;
1017                 }
1018         }
1019
1020         if (!td) {
1021                 log_err("fio: io_u timeout, can't find job\n");
1022                 exit(1);
1023         }
1024
1025         if (!td->cur_depth) {
1026                 log_err("fio: timeout without pending work?\n");
1027                 return;
1028         }
1029
1030         log_err("fio: io_u timeout: job=%s, pid=%d\n", td->o.name, td->pid);
1031
1032         list_for_each(entry, &td->io_u_busylist) {
1033                 io_u = list_entry(entry, struct io_u, list);
1034
1035                 io_u_dump(io_u);
1036         }
1037
1038         td_verror(td, ETIMEDOUT, "io_u timeout");
1039         exit(1);
1040 }
1041 #endif
1042
1043 void io_u_init_timeout(void)
1044 {
1045 #ifdef FIO_USE_TIMEOUT
1046         signal(SIGALRM, io_u_timeout_handler);
1047 #endif
1048 }