io_u.c

   1 #include <unistd.h>
   2 #include <string.h>
   3 #include <assert.h>
   4
   5 #include "fio.h"
   6 #include "verify.h"
   7 #include "trim.h"
   8 #include "lib/rand.h"
   9 #include "lib/axmap.h"
  10 #include "err.h"
  11 #include "lib/pow2.h"
  12 #include "minmax.h"
  13 #include "zbd.h"
  14
  15 struct io_completion_data {
  16         int nr;                         /* input */
  17
  18         int error;                      /* output */
  19         uint64_t bytes_done[DDIR_RWDIR_CNT];    /* output */
  20         struct timespec time;           /* output */
  21 };
  22
  23 /*
  24  * The ->io_axmap contains a map of blocks we have or have not done io
  25  * to yet. Used to make sure we cover the entire range in a fair fashion.
  26  */
  27 static bool random_map_free(struct fio_file *f, const uint64_t block)
  28 {
  29         return !axmap_isset(f->io_axmap, block);
  30 }
  31
  32 /*
  33  * Mark a given offset as used in the map.
  34  */
  35 static uint64_t mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
  36                                 uint64_t offset, uint64_t buflen)
  37 {
  38         unsigned long long min_bs = td->o.min_bs[io_u->ddir];
  39         struct fio_file *f = io_u->file;
  40         unsigned long long nr_blocks;
  41         uint64_t block;
  42
  43         block = (offset - f->file_offset) / (uint64_t) min_bs;
  44         nr_blocks = (buflen + min_bs - 1) / min_bs;
  45         assert(nr_blocks > 0);
  46
  47         if (!(io_u->flags & IO_U_F_BUSY_OK)) {
  48                 nr_blocks = axmap_set_nr(f->io_axmap, block, nr_blocks);
  49                 assert(nr_blocks > 0);
  50         }
  51
  52         if ((nr_blocks * min_bs) < buflen)
  53                 buflen = nr_blocks * min_bs;
  54
  55         return buflen;
  56 }
  57
  58 static uint64_t last_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  59                            enum fio_ddir ddir)
  60 {
  61         uint64_t max_blocks;
  62         uint64_t max_size;
  63
  64         assert(ddir_rw(ddir));
  65
  66         /*
  67          * Hmm, should we make sure that ->io_size <= ->real_file_size?
  68          * -> not for now since there is code assuming it could go either.
  69          */
  70         max_size = f->io_size;
  71         if (max_size > f->real_file_size)
  72                 max_size = f->real_file_size;
  73
  74         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_STRIDED && td->o.zone_range)
  75                 max_size = td->o.zone_range;
  76
  77         if (td->o.min_bs[ddir] > td->o.ba[ddir])
  78                 max_size -= td->o.min_bs[ddir] - td->o.ba[ddir];
  79
  80         max_blocks = max_size / (uint64_t) td->o.ba[ddir];
  81         if (!max_blocks)
  82                 return 0;
  83
  84         return max_blocks;
  85 }
  86
  87 static int __get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  88                                   enum fio_ddir ddir, uint64_t *b,
  89                                   uint64_t lastb)
  90 {
  91         uint64_t r;
  92
  93         if (td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE ||
  94             td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE64) {
  95
  96                 r = __rand(&td->random_state);
  97
  98                 dprint(FD_RANDOM, "off rand %llu\n", (unsigned long long) r);
  99
 100                 *b = lastb * (r / (rand_max(&td->random_state) + 1.0));
 101         } else {
 102                 uint64_t off = 0;
 103
 104                 assert(fio_file_lfsr(f));
 105
 106                 if (lfsr_next(&f->lfsr, &off))
 107                         return 1;
 108
 109                 *b = off;
 110         }
 111
 112         /*
 113          * if we are not maintaining a random map, we are done.
 114          */
 115         if (!file_randommap(td, f))
 116                 goto ret;
 117
 118         /*
 119          * calculate map offset and check if it's free
 120          */
 121         if (random_map_free(f, *b))
 122                 goto ret;
 123
 124         dprint(FD_RANDOM, "get_next_rand_offset: offset %llu busy\n",
 125                                                 (unsigned long long) *b);
 126
 127         *b = axmap_next_free(f->io_axmap, *b);
 128         if (*b == (uint64_t) -1ULL)
 129                 return 1;
 130 ret:
 131         return 0;
 132 }
 133
 134 static int __get_next_rand_offset_zipf(struct thread_data *td,
 135                                        struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 136                                        uint64_t *b)
 137 {
 138         *b = zipf_next(&f->zipf);
 139         return 0;
 140 }
 141
 142 static int __get_next_rand_offset_pareto(struct thread_data *td,
 143                                          struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 144                                          uint64_t *b)
 145 {
 146         *b = pareto_next(&f->zipf);
 147         return 0;
 148 }
 149
 150 static int __get_next_rand_offset_gauss(struct thread_data *td,
 151                                         struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 152                                         uint64_t *b)
 153 {
 154         *b = gauss_next(&f->gauss);
 155         return 0;
 156 }
 157
 158 static int __get_next_rand_offset_zoned_abs(struct thread_data *td,
 159                                             struct fio_file *f,
 160                                             enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 161 {
 162         struct zone_split_index *zsi;
 163         uint64_t lastb, send, stotal;
 164         unsigned int v;
 165
 166         lastb = last_block(td, f, ddir);
 167         if (!lastb)
 168                 return 1;
 169
 170         if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
 171 bail:
 172                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 173         }
 174
 175         /*
 176          * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
 177          */
 178         v = rand_between(&td->zone_state, 1, 100);
 179
 180         /*
 181          * Find our generated table. 'send' is the end block of this zone,
 182          * 'stotal' is our start offset.
 183          */
 184         zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
 185         stotal = zsi->size_prev / td->o.ba[ddir];
 186         send = zsi->size / td->o.ba[ddir];
 187
 188         /*
 189          * Should never happen
 190          */
 191         if (send == -1U) {
 192                 if (!fio_did_warn(FIO_WARN_ZONED_BUG))
 193                         log_err("fio: bug in zoned generation\n");
 194                 goto bail;
 195         } else if (send > lastb) {
 196                 /*
 197                  * This happens if the user specifies ranges that exceed
 198                  * the file/device size. We can't handle that gracefully,
 199                  * so error and exit.
 200                  */
 201                 log_err("fio: zoned_abs sizes exceed file size\n");
 202                 return 1;
 203         }
 204
 205         /*
 206          * Generate index from 0..send-stotal
 207          */
 208         if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, send - stotal) == 1)
 209                 return 1;
 210
 211         *b += stotal;
 212         return 0;
 213 }
 214
 215 static int __get_next_rand_offset_zoned(struct thread_data *td,
 216                                         struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 217                                         uint64_t *b)
 218 {
 219         unsigned int v, send, stotal;
 220         uint64_t offset, lastb;
 221         struct zone_split_index *zsi;
 222
 223         lastb = last_block(td, f, ddir);
 224         if (!lastb)
 225                 return 1;
 226
 227         if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
 228 bail:
 229                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 230         }
 231
 232         /*
 233          * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
 234          */
 235         v = rand_between(&td->zone_state, 1, 100);
 236
 237         zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
 238         stotal = zsi->size_perc_prev;
 239         send = zsi->size_perc;
 240
 241         /*
 242          * Should never happen
 243          */
 244         if (send == -1U) {
 245                 if (!fio_did_warn(FIO_WARN_ZONED_BUG))
 246                         log_err("fio: bug in zoned generation\n");
 247                 goto bail;
 248         }
 249
 250         /*
 251          * 'send' is some percentage below or equal to 100 that
 252          * marks the end of the current IO range. 'stotal' marks
 253          * the start, in percent.
 254          */
 255         if (stotal)
 256                 offset = stotal * lastb / 100ULL;
 257         else
 258                 offset = 0;
 259
 260         lastb = lastb * (send - stotal) / 100ULL;
 261
 262         /*
 263          * Generate index from 0..send-of-lastb
 264          */
 265         if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb) == 1)
 266                 return 1;
 267
 268         /*
 269          * Add our start offset, if any
 270          */
 271         if (offset)
 272                 *b += offset;
 273
 274         return 0;
 275 }
 276
 277 static int get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 278                                 enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 279 {
 280         if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_RANDOM) {
 281                 uint64_t lastb;
 282
 283                 lastb = last_block(td, f, ddir);
 284                 if (!lastb)
 285                         return 1;
 286
 287                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 288         } else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZIPF)
 289                 return __get_next_rand_offset_zipf(td, f, ddir, b);
 290         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_PARETO)
 291                 return __get_next_rand_offset_pareto(td, f, ddir, b);
 292         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_GAUSS)
 293                 return __get_next_rand_offset_gauss(td, f, ddir, b);
 294         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED)
 295                 return __get_next_rand_offset_zoned(td, f, ddir, b);
 296         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED_ABS)
 297                 return __get_next_rand_offset_zoned_abs(td, f, ddir, b);
 298
 299         log_err("fio: unknown random distribution: %d\n", td->o.random_distribution);
 300         return 1;
 301 }
 302
 303 static bool should_do_random(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 304 {
 305         unsigned int v;
 306
 307         if (td->o.perc_rand[ddir] == 100)
 308                 return true;
 309
 310         v = rand_between(&td->seq_rand_state[ddir], 1, 100);
 311
 312         return v <= td->o.perc_rand[ddir];
 313 }
 314
 315 static void loop_cache_invalidate(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 316 {
 317         struct thread_options *o = &td->o;
 318
 319         if (o->invalidate_cache && !o->odirect) {
 320                 int fio_unused ret;
 321
 322                 ret = file_invalidate_cache(td, f);
 323         }
 324 }
 325
 326 static int get_next_rand_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 327                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 328 {
 329         if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
 330                 return 0;
 331
 332         if (td->o.time_based ||
 333             (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)) {
 334                 fio_file_reset(td, f);
 335                 loop_cache_invalidate(td, f);
 336                 if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
 337                         return 0;
 338         }
 339
 340         dprint(FD_IO, "%s: rand offset failed, last=%llu, size=%llu\n",
 341                         f->file_name, (unsigned long long) f->last_pos[ddir],
 342                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 343         return 1;
 344 }
 345
 346 static int get_next_seq_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 347                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *offset)
 348 {
 349         struct thread_options *o = &td->o;
 350
 351         assert(ddir_rw(ddir));
 352
 353         /*
 354          * If we reach the end for a time based run, reset us back to 0
 355          * and invalidate the cache, if we need to.
 356          */
 357         if (f->last_pos[ddir] >= f->io_size + get_start_offset(td, f) &&
 358             o->time_based) {
 359                 f->last_pos[ddir] = f->file_offset;
 360                 loop_cache_invalidate(td, f);
 361         }
 362
 363         if (f->last_pos[ddir] < f->real_file_size) {
 364                 uint64_t pos;
 365
 366                 /*
 367                  * Only rewind if we already hit the end
 368                  */
 369                 if (f->last_pos[ddir] == f->file_offset &&
 370                     f->file_offset && o->ddir_seq_add < 0) {
 371                         if (f->real_file_size > f->io_size)
 372                                 f->last_pos[ddir] = f->io_size;
 373                         else
 374                                 f->last_pos[ddir] = f->real_file_size;
 375                 }
 376
 377                 pos = f->last_pos[ddir] - f->file_offset;
 378                 if (pos && o->ddir_seq_add) {
 379                         pos += o->ddir_seq_add;
 380
 381                         /*
 382                          * If we reach beyond the end of the file
 383                          * with holed IO, wrap around to the
 384                          * beginning again. If we're doing backwards IO,
 385                          * wrap to the end.
 386                          */
 387                         if (pos >= f->real_file_size) {
 388                                 if (o->ddir_seq_add > 0)
 389                                         pos = f->file_offset;
 390                                 else {
 391                                         if (f->real_file_size > f->io_size)
 392                                                 pos = f->io_size;
 393                                         else
 394                                                 pos = f->real_file_size;
 395
 396                                         pos += o->ddir_seq_add;
 397                                 }
 398                         }
 399                 }
 400
 401                 *offset = pos;
 402                 return 0;
 403         }
 404
 405         return 1;
 406 }
 407
 408 static int get_next_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 409                           enum fio_ddir ddir, int rw_seq,
 410                           bool *is_random)
 411 {
 412         struct fio_file *f = io_u->file;
 413         uint64_t b, offset;
 414         int ret;
 415
 416         assert(ddir_rw(ddir));
 417
 418         b = offset = -1ULL;
 419
 420         if (rw_seq) {
 421                 if (td_random(td)) {
 422                         if (should_do_random(td, ddir)) {
 423                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 424                                 *is_random = true;
 425                         } else {
 426                                 *is_random = false;
 427                                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 428                                 ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 429                                 if (ret)
 430                                         ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 431                         }
 432                 } else {
 433                         *is_random = false;
 434                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 435                 }
 436         } else {
 437                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 438                 *is_random = false;
 439
 440                 if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_SEQ) {
 441                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 442                         if (ret) {
 443                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 444                                 *is_random = false;
 445                         }
 446                 } else if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_IDENT) {
 447                         if (f->last_start[ddir] != -1ULL)
 448                                 offset = f->last_start[ddir] - f->file_offset;
 449                         else
 450                                 offset = 0;
 451                         ret = 0;
 452                 } else {
 453                         log_err("fio: unknown rw_seq=%d\n", td->o.rw_seq);
 454                         ret = 1;
 455                 }
 456         }
 457
 458         if (!ret) {
 459                 if (offset != -1ULL)
 460                         io_u->offset = offset;
 461                 else if (b != -1ULL)
 462                         io_u->offset = b * td->o.ba[ddir];
 463                 else {
 464                         log_err("fio: bug in offset generation: offset=%llu, b=%llu\n", (unsigned long long) offset, (unsigned long long) b);
 465                         ret = 1;
 466                 }
 467         }
 468
 469         return ret;
 470 }
 471
 472 /*
 473  * For random io, generate a random new block and see if it's used. Repeat
 474  * until we find a free one. For sequential io, just return the end of
 475  * the last io issued.
 476  */
 477 static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 478                            bool *is_random)
 479 {
 480         struct fio_file *f = io_u->file;
 481         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
 482         int rw_seq_hit = 0;
 483
 484         assert(ddir_rw(ddir));
 485
 486         if (td->o.ddir_seq_nr && !--td->ddir_seq_nr) {
 487                 rw_seq_hit = 1;
 488                 td->ddir_seq_nr = td->o.ddir_seq_nr;
 489         }
 490
 491         if (get_next_block(td, io_u, ddir, rw_seq_hit, is_random))
 492                 return 1;
 493
 494         if (io_u->offset >= f->io_size) {
 495                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= io_size %llu\n",
 496                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 497                                         (unsigned long long) f->io_size);
 498                 return 1;
 499         }
 500
 501         io_u->offset += f->file_offset;
 502         if (io_u->offset >= f->real_file_size) {
 503                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= size %llu\n",
 504                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 505                                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 506                 return 1;
 507         }
 508
 509         return 0;
 510 }
 511
 512 static inline bool io_u_fits(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 513                              unsigned long long buflen)
 514 {
 515         struct fio_file *f = io_u->file;
 516
 517         return io_u->offset + buflen <= f->io_size + get_start_offset(td, f);
 518 }
 519
 520 static unsigned long long get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 521                                     bool is_random)
 522 {
 523         int ddir = io_u->ddir;
 524         unsigned long long buflen = 0;
 525         unsigned long long minbs, maxbs;
 526         uint64_t frand_max, r;
 527         bool power_2;
 528
 529         assert(ddir_rw(ddir));
 530
 531         if (td->o.bs_is_seq_rand)
 532                 ddir = is_random ? DDIR_WRITE : DDIR_READ;
 533
 534         minbs = td->o.min_bs[ddir];
 535         maxbs = td->o.max_bs[ddir];
 536
 537         if (minbs == maxbs)
 538                 return minbs;
 539
 540         /*
 541          * If we can't satisfy the min block size from here, then fail
 542          */
 543         if (!io_u_fits(td, io_u, minbs))
 544                 return 0;
 545
 546         frand_max = rand_max(&td->bsrange_state[ddir]);
 547         do {
 548                 r = __rand(&td->bsrange_state[ddir]);
 549
 550                 if (!td->o.bssplit_nr[ddir]) {
 551                         buflen = minbs + (unsigned long long) ((double) maxbs *
 552                                         (r / (frand_max + 1.0)));
 553                 } else {
 554                         long long perc = 0;
 555                         unsigned int i;
 556
 557                         for (i = 0; i < td->o.bssplit_nr[ddir]; i++) {
 558                                 struct bssplit *bsp = &td->o.bssplit[ddir][i];
 559
 560                                 buflen = bsp->bs;
 561                                 perc += bsp->perc;
 562                                 if (!perc)
 563                                         break;
 564                                 if ((r / perc <= frand_max / 100ULL) &&
 565                                     io_u_fits(td, io_u, buflen))
 566                                         break;
 567                         }
 568                 }
 569
 570                 power_2 = is_power_of_2(minbs);
 571                 if (!td->o.bs_unaligned && power_2)
 572                         buflen &= ~(minbs - 1);
 573                 else if (!td->o.bs_unaligned && !power_2)
 574                         buflen -= buflen % minbs;
 575         } while (!io_u_fits(td, io_u, buflen));
 576
 577         return buflen;
 578 }
 579
 580 static void set_rwmix_bytes(struct thread_data *td)
 581 {
 582         unsigned int diff;
 583
 584         /*
 585          * we do time or byte based switch. this is needed because
 586          * buffered writes may issue a lot quicker than they complete,
 587          * whereas reads do not.
 588          */
 589         diff = td->o.rwmix[td->rwmix_ddir ^ 1];
 590         td->rwmix_issues = (td->io_issues[td->rwmix_ddir] * diff) / 100;
 591 }
 592
 593 static inline enum fio_ddir get_rand_ddir(struct thread_data *td)
 594 {
 595         unsigned int v;
 596
 597         v = rand_between(&td->rwmix_state, 1, 100);
 598
 599         if (v <= td->o.rwmix[DDIR_READ])
 600                 return DDIR_READ;
 601
 602         return DDIR_WRITE;
 603 }
 604
 605 int io_u_quiesce(struct thread_data *td)
 606 {
 607         int ret = 0, completed = 0;
 608
 609         /*
 610          * We are going to sleep, ensure that we flush anything pending as
 611          * not to skew our latency numbers.
 612          *
 613          * Changed to only monitor 'in flight' requests here instead of the
 614          * td->cur_depth, b/c td->cur_depth does not accurately represent
 615          * io's that have been actually submitted to an async engine,
 616          * and cur_depth is meaningless for sync engines.
 617          */
 618         if (td->io_u_queued || td->cur_depth)
 619                 td_io_commit(td);
 620
 621         while (td->io_u_in_flight) {
 622                 ret = io_u_queued_complete(td, 1);
 623                 if (ret > 0)
 624                         completed += ret;
 625                 else if (ret < 0)
 626                         break;
 627         }
 628
 629         if (td->flags & TD_F_REGROW_LOGS)
 630                 regrow_logs(td);
 631
 632         if (completed)
 633                 return completed;
 634
 635         return ret;
 636 }
 637
 638 static enum fio_ddir rate_ddir(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 639 {
 640         enum fio_ddir odir = ddir ^ 1;
 641         uint64_t usec;
 642         uint64_t now;
 643
 644         assert(ddir_rw(ddir));
 645         now = utime_since_now(&td->start);
 646
 647         /*
 648          * if rate_next_io_time is in the past, need to catch up to rate
 649          */
 650         if (td->rate_next_io_time[ddir] <= now)
 651                 return ddir;
 652
 653         /*
 654          * We are ahead of rate in this direction. See if we
 655          * should switch.
 656          */
 657         if (td_rw(td) && td->o.rwmix[odir]) {
 658                 /*
 659                  * Other direction is behind rate, switch
 660                  */
 661                 if (td->rate_next_io_time[odir] <= now)
 662                         return odir;
 663
 664                 /*
 665                  * Both directions are ahead of rate. sleep the min,
 666                  * switch if necessary
 667                  */
 668                 if (td->rate_next_io_time[ddir] <=
 669                     td->rate_next_io_time[odir]) {
 670                         usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 671                 } else {
 672                         usec = td->rate_next_io_time[odir] - now;
 673                         ddir = odir;
 674                 }
 675         } else
 676                 usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 677
 678         if (td->o.io_submit_mode == IO_MODE_INLINE)
 679                 io_u_quiesce(td);
 680
 681         usec_sleep(td, usec);
 682         return ddir;
 683 }
 684
 685 /*
 686  * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
 687  * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
 688  * necessary.
 689  */
 690 static enum fio_ddir get_rw_ddir(struct thread_data *td)
 691 {
 692         enum fio_ddir ddir;
 693
 694         /*
 695          * See if it's time to fsync/fdatasync/sync_file_range first,
 696          * and if not then move on to check regular I/Os.
 697          */
 698         if (should_fsync(td)) {
 699                 if (td->o.fsync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 700                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fsync_blocks))
 701                         return DDIR_SYNC;
 702
 703                 if (td->o.fdatasync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 704                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fdatasync_blocks))
 705                         return DDIR_DATASYNC;
 706
 707                 if (td->sync_file_range_nr && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 708                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->sync_file_range_nr))
 709                         return DDIR_SYNC_FILE_RANGE;
 710         }
 711
 712         if (td_rw(td)) {
 713                 /*
 714                  * Check if it's time to seed a new data direction.
 715                  */
 716                 if (td->io_issues[td->rwmix_ddir] >= td->rwmix_issues) {
 717                         /*
 718                          * Put a top limit on how many bytes we do for
 719                          * one data direction, to avoid overflowing the
 720                          * ranges too much
 721                          */
 722                         ddir = get_rand_ddir(td);
 723
 724                         if (ddir != td->rwmix_ddir)
 725                                 set_rwmix_bytes(td);
 726
 727                         td->rwmix_ddir = ddir;
 728                 }
 729                 ddir = td->rwmix_ddir;
 730         } else if (td_read(td))
 731                 ddir = DDIR_READ;
 732         else if (td_write(td))
 733                 ddir = DDIR_WRITE;
 734         else if (td_trim(td))
 735                 ddir = DDIR_TRIM;
 736         else
 737                 ddir = DDIR_INVAL;
 738
 739         td->rwmix_ddir = rate_ddir(td, ddir);
 740         return td->rwmix_ddir;
 741 }
 742
 743 static void set_rw_ddir(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 744 {
 745         enum fio_ddir ddir = get_rw_ddir(td);
 746
 747         if (td_trimwrite(td)) {
 748                 struct fio_file *f = io_u->file;
 749                 if (f->last_pos[DDIR_WRITE] == f->last_pos[DDIR_TRIM])
 750                         ddir = DDIR_TRIM;
 751                 else
 752                         ddir = DDIR_WRITE;
 753         }
 754
 755         io_u->ddir = io_u->acct_ddir = ddir;
 756
 757         if (io_u->ddir == DDIR_WRITE && td_ioengine_flagged(td, FIO_BARRIER) &&
 758             td->o.barrier_blocks &&
 759            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.barrier_blocks) &&
 760              td->io_issues[DDIR_WRITE])
 761                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BARRIER);
 762 }
 763
 764 void put_file_log(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 765 {
 766         unsigned int ret = put_file(td, f);
 767
 768         if (ret)
 769                 td_verror(td, ret, "file close");
 770 }
 771
 772 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 773 {
 774         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
 775
 776         if (io_u->post_submit) {
 777                 io_u->post_submit(io_u, io_u->error == 0);
 778                 io_u->post_submit = NULL;
 779         }
 780
 781         if (td->parent)
 782                 td = td->parent;
 783
 784         if (needs_lock)
 785                 __td_io_u_lock(td);
 786
 787         if (io_u->file && !(io_u->flags & IO_U_F_NO_FILE_PUT))
 788                 put_file_log(td, io_u->file);
 789
 790         io_u->file = NULL;
 791         io_u_set(td, io_u, IO_U_F_FREE);
 792
 793         if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 794                 td->cur_depth--;
 795                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 796         }
 797         io_u_qpush(&td->io_u_freelist, io_u);
 798         td_io_u_free_notify(td);
 799
 800         if (needs_lock)
 801                 __td_io_u_unlock(td);
 802 }
 803
 804 void clear_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 805 {
 806         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 807         put_io_u(td, io_u);
 808 }
 809
 810 void requeue_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 811 {
 812         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
 813         struct io_u *__io_u = *io_u;
 814         enum fio_ddir ddir = acct_ddir(__io_u);
 815
 816         dprint(FD_IO, "requeue %p\n", __io_u);
 817
 818         if (td->parent)
 819                 td = td->parent;
 820
 821         if (needs_lock)
 822                 __td_io_u_lock(td);
 823
 824         io_u_set(td, __io_u, IO_U_F_FREE);
 825         if ((__io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT) && ddir_rw(ddir))
 826                 td->io_issues[ddir]--;
 827
 828         io_u_clear(td, __io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 829         if (__io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 830                 td->cur_depth--;
 831                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 832         }
 833
 834         io_u_rpush(&td->io_u_requeues, __io_u);
 835         td_io_u_free_notify(td);
 836
 837         if (needs_lock)
 838                 __td_io_u_unlock(td);
 839
 840         *io_u = NULL;
 841 }
 842
 843 static void setup_strided_zone_mode(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 844 {
 845         struct fio_file *f = io_u->file;
 846
 847         assert(td->o.zone_mode == ZONE_MODE_STRIDED);
 848         assert(td->o.zone_size);
 849         assert(td->o.zone_range);
 850
 851         /*
 852          * See if it's time to switch to a new zone
 853          */
 854         if (td->zone_bytes >= td->o.zone_size && td->o.zone_skip) {
 855                 td->zone_bytes = 0;
 856                 f->file_offset += td->o.zone_range + td->o.zone_skip;
 857
 858                 /*
 859                  * Wrap from the beginning, if we exceed the file size
 860                  */
 861                 if (f->file_offset >= f->real_file_size)
 862                         f->file_offset = get_start_offset(td, f);
 863
 864                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
 865                 td->io_skip_bytes += td->o.zone_skip;
 866         }
 867
 868         /*
 869          * If zone_size > zone_range, then maintain the same zone until
 870          * zone_bytes >= zone_size.
 871          */
 872         if (f->last_pos[io_u->ddir] >= (f->file_offset + td->o.zone_range)) {
 873                 dprint(FD_IO, "io_u maintain zone offset=%" PRIu64 "/last_pos=%" PRIu64 "\n",
 874                                 f->file_offset, f->last_pos[io_u->ddir]);
 875                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
 876         }
 877
 878         /*
 879          * For random: if 'norandommap' is not set and zone_size > zone_range,
 880          * map needs to be reset as it's done with zone_range everytime.
 881          */
 882         if ((td->zone_bytes % td->o.zone_range) == 0)
 883                 fio_file_reset(td, f);
 884 }
 885
 886 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 887 {
 888         bool is_random;
 889         uint64_t offset;
 890         enum io_u_action ret;
 891
 892         if (td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO))
 893                 goto out;
 894
 895         set_rw_ddir(td, io_u);
 896
 897         /*
 898          * fsync() or fdatasync() or trim etc, we are done
 899          */
 900         if (!ddir_rw(io_u->ddir))
 901                 goto out;
 902
 903         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_STRIDED)
 904                 setup_strided_zone_mode(td, io_u);
 905
 906         /*
 907          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next buflen and
 908          * position.
 909          */
 910         if (get_next_offset(td, io_u, &is_random)) {
 911                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting offset\n", io_u);
 912                 return 1;
 913         }
 914
 915         io_u->buflen = get_next_buflen(td, io_u, is_random);
 916         if (!io_u->buflen) {
 917                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting buflen\n", io_u);
 918                 return 1;
 919         }
 920
 921         offset = io_u->offset;
 922         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_ZBD) {
 923                 ret = zbd_adjust_block(td, io_u);
 924                 if (ret == io_u_eof)
 925                         return 1;
 926         }
 927
 928         if (io_u->offset + io_u->buflen > io_u->file->real_file_size) {
 929                 dprint(FD_IO, "io_u %p, off=0x%llx + len=0x%llx exceeds file size=0x%llx\n",
 930                         io_u,
 931                         (unsigned long long) io_u->offset, io_u->buflen,
 932                         (unsigned long long) io_u->file->real_file_size);
 933                 return 1;
 934         }
 935
 936         /*
 937          * mark entry before potentially trimming io_u
 938          */
 939         if (td_random(td) && file_randommap(td, io_u->file))
 940                 io_u->buflen = mark_random_map(td, io_u, offset, io_u->buflen);
 941
 942 out:
 943         dprint_io_u(io_u, "fill");
 944         td->zone_bytes += io_u->buflen;
 945         return 0;
 946 }
 947
 948 static void __io_u_mark_map(uint64_t *map, unsigned int nr)
 949 {
 950         int idx = 0;
 951
 952         switch (nr) {
 953         default:
 954                 idx = 6;
 955                 break;
 956         case 33 ... 64:
 957                 idx = 5;
 958                 break;
 959         case 17 ... 32:
 960                 idx = 4;
 961                 break;
 962         case 9 ... 16:
 963                 idx = 3;
 964                 break;
 965         case 5 ... 8:
 966                 idx = 2;
 967                 break;
 968         case 1 ... 4:
 969                 idx = 1;
 970         case 0:
 971                 break;
 972         }
 973
 974         map[idx]++;
 975 }
 976
 977 void io_u_mark_submit(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 978 {
 979         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_submit, nr);
 980         td->ts.total_submit++;
 981 }
 982
 983 void io_u_mark_complete(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 984 {
 985         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_complete, nr);
 986         td->ts.total_complete++;
 987 }
 988
 989 void io_u_mark_depth(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 990 {
 991         int idx = 0;
 992
 993         switch (td->cur_depth) {
 994         default:
 995                 idx = 6;
 996                 break;
 997         case 32 ... 63:
 998                 idx = 5;
 999                 break;
1000         case 16 ... 31:
1001                 idx = 4;
1002                 break;
1003         case 8 ... 15:
1004                 idx = 3;
1005                 break;
1006         case 4 ... 7:
1007                 idx = 2;
1008                 break;
1009         case 2 ... 3:
1010                 idx = 1;
1011         case 1:
1012                 break;
1013         }
1014
1015         td->ts.io_u_map[idx] += nr;
1016 }
1017
1018 static void io_u_mark_lat_nsec(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1019 {
1020         int idx = 0;
1021
1022         assert(nsec < 1000);
1023
1024         switch (nsec) {
1025         case 750 ... 999:
1026                 idx = 9;
1027                 break;
1028         case 500 ... 749:
1029                 idx = 8;
1030                 break;
1031         case 250 ... 499:
1032                 idx = 7;
1033                 break;
1034         case 100 ... 249:
1035                 idx = 6;
1036                 break;
1037         case 50 ... 99:
1038                 idx = 5;
1039                 break;
1040         case 20 ... 49:
1041                 idx = 4;
1042                 break;
1043         case 10 ... 19:
1044                 idx = 3;
1045                 break;
1046         case 4 ... 9:
1047                 idx = 2;
1048                 break;
1049         case 2 ... 3:
1050                 idx = 1;
1051         case 0 ... 1:
1052                 break;
1053         }
1054
1055         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_N_NR);
1056         td->ts.io_u_lat_n[idx]++;
1057 }
1058
1059 static void io_u_mark_lat_usec(struct thread_data *td, unsigned long long usec)
1060 {
1061         int idx = 0;
1062
1063         assert(usec < 1000 && usec >= 1);
1064
1065         switch (usec) {
1066         case 750 ... 999:
1067                 idx = 9;
1068                 break;
1069         case 500 ... 749:
1070                 idx = 8;
1071                 break;
1072         case 250 ... 499:
1073                 idx = 7;
1074                 break;
1075         case 100 ... 249:
1076                 idx = 6;
1077                 break;
1078         case 50 ... 99:
1079                 idx = 5;
1080                 break;
1081         case 20 ... 49:
1082                 idx = 4;
1083                 break;
1084         case 10 ... 19:
1085                 idx = 3;
1086                 break;
1087         case 4 ... 9:
1088                 idx = 2;
1089                 break;
1090         case 2 ... 3:
1091                 idx = 1;
1092         case 0 ... 1:
1093                 break;
1094         }
1095
1096         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_U_NR);
1097         td->ts.io_u_lat_u[idx]++;
1098 }
1099
1100 static void io_u_mark_lat_msec(struct thread_data *td, unsigned long long msec)
1101 {
1102         int idx = 0;
1103
1104         assert(msec >= 1);
1105
1106         switch (msec) {
1107         default:
1108                 idx = 11;
1109                 break;
1110         case 1000 ... 1999:
1111                 idx = 10;
1112                 break;
1113         case 750 ... 999:
1114                 idx = 9;
1115                 break;
1116         case 500 ... 749:
1117                 idx = 8;
1118                 break;
1119         case 250 ... 499:
1120                 idx = 7;
1121                 break;
1122         case 100 ... 249:
1123                 idx = 6;
1124                 break;
1125         case 50 ... 99:
1126                 idx = 5;
1127                 break;
1128         case 20 ... 49:
1129                 idx = 4;
1130                 break;
1131         case 10 ... 19:
1132                 idx = 3;
1133                 break;
1134         case 4 ... 9:
1135                 idx = 2;
1136                 break;
1137         case 2 ... 3:
1138                 idx = 1;
1139         case 0 ... 1:
1140                 break;
1141         }
1142
1143         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_M_NR);
1144         td->ts.io_u_lat_m[idx]++;
1145 }
1146
1147 static void io_u_mark_latency(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1148 {
1149         if (nsec < 1000)
1150                 io_u_mark_lat_nsec(td, nsec);
1151         else if (nsec < 1000000)
1152                 io_u_mark_lat_usec(td, nsec / 1000);
1153         else
1154                 io_u_mark_lat_msec(td, nsec / 1000000);
1155 }
1156
1157 static unsigned int __get_next_fileno_rand(struct thread_data *td)
1158 {
1159         unsigned long fileno;
1160
1161         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RANDOM) {
1162                 uint64_t frand_max = rand_max(&td->next_file_state);
1163                 unsigned long r;
1164
1165                 r = __rand(&td->next_file_state);
1166                 return (unsigned int) ((double) td->o.nr_files
1167                                 * (r / (frand_max + 1.0)));
1168         }
1169
1170         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_ZIPF)
1171                 fileno = zipf_next(&td->next_file_zipf);
1172         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_PARETO)
1173                 fileno = pareto_next(&td->next_file_zipf);
1174         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_GAUSS)
1175                 fileno = gauss_next(&td->next_file_gauss);
1176         else {
1177                 log_err("fio: bad file service type: %d\n", td->o.file_service_type);
1178                 assert(0);
1179                 return 0;
1180         }
1181
1182         return fileno >> FIO_FSERVICE_SHIFT;
1183 }
1184
1185 /*
1186  * Get next file to service by choosing one at random
1187  */
1188 static struct fio_file *get_next_file_rand(struct thread_data *td,
1189                                            enum fio_file_flags goodf,
1190                                            enum fio_file_flags badf)
1191 {
1192         struct fio_file *f;
1193         int fno;
1194
1195         do {
1196                 int opened = 0;
1197
1198                 fno = __get_next_fileno_rand(td);
1199
1200                 f = td->files[fno];
1201                 if (fio_file_done(f))
1202                         continue;
1203
1204                 if (!fio_file_open(f)) {
1205                         int err;
1206
1207                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1208                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1209
1210                         err = td_io_open_file(td, f);
1211                         if (err)
1212                                 continue;
1213                         opened = 1;
1214                 }
1215
1216                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf)) {
1217                         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rand: %p\n", f);
1218                         return f;
1219                 }
1220                 if (opened)
1221                         td_io_close_file(td, f);
1222         } while (1);
1223 }
1224
1225 /*
1226  * Get next file to service by doing round robin between all available ones
1227  */
1228 static struct fio_file *get_next_file_rr(struct thread_data *td, int goodf,
1229                                          int badf)
1230 {
1231         unsigned int old_next_file = td->next_file;
1232         struct fio_file *f;
1233
1234         do {
1235                 int opened = 0;
1236
1237                 f = td->files[td->next_file];
1238
1239                 td->next_file++;
1240                 if (td->next_file >= td->o.nr_files)
1241                         td->next_file = 0;
1242
1243                 dprint(FD_FILE, "trying file %s %x\n", f->file_name, f->flags);
1244                 if (fio_file_done(f)) {
1245                         f = NULL;
1246                         continue;
1247                 }
1248
1249                 if (!fio_file_open(f)) {
1250                         int err;
1251
1252                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1253                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1254
1255                         err = td_io_open_file(td, f);
1256                         if (err) {
1257                                 dprint(FD_FILE, "error %d on open of %s\n",
1258                                         err, f->file_name);
1259                                 f = NULL;
1260                                 continue;
1261                         }
1262                         opened = 1;
1263                 }
1264
1265                 dprint(FD_FILE, "goodf=%x, badf=%x, ff=%x\n", goodf, badf,
1266                                                                 f->flags);
1267                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf))
1268                         break;
1269
1270                 if (opened)
1271                         td_io_close_file(td, f);
1272
1273                 f = NULL;
1274         } while (td->next_file != old_next_file);
1275
1276         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rr: %p\n", f);
1277         return f;
1278 }
1279
1280 static struct fio_file *__get_next_file(struct thread_data *td)
1281 {
1282         struct fio_file *f;
1283
1284         assert(td->o.nr_files <= td->files_index);
1285
1286         if (td->nr_done_files >= td->o.nr_files) {
1287                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: nr_open=%d, nr_done=%d,"
1288                                 " nr_files=%d\n", td->nr_open_files,
1289                                                   td->nr_done_files,
1290                                                   td->o.nr_files);
1291                 return NULL;
1292         }
1293
1294         f = td->file_service_file;
1295         if (f && fio_file_open(f) && !fio_file_closing(f)) {
1296                 if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1297                         goto out;
1298                 if (td->file_service_left--)
1299                         goto out;
1300         }
1301
1302         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RR ||
1303             td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1304                 f = get_next_file_rr(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1305         else
1306                 f = get_next_file_rand(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1307
1308         if (IS_ERR(f))
1309                 return f;
1310
1311         td->file_service_file = f;
1312         td->file_service_left = td->file_service_nr - 1;
1313 out:
1314         if (f)
1315                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: %p [%s]\n", f, f->file_name);
1316         else
1317                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: NULL\n");
1318         return f;
1319 }
1320
1321 static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
1322 {
1323         return __get_next_file(td);
1324 }
1325
1326 static long set_io_u_file(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1327 {
1328         struct fio_file *f;
1329
1330         do {
1331                 f = get_next_file(td);
1332                 if (IS_ERR_OR_NULL(f))
1333                         return PTR_ERR(f);
1334
1335                 io_u->file = f;
1336                 get_file(f);
1337
1338                 if (!fill_io_u(td, io_u))
1339                         break;
1340
1341                 if (io_u->post_submit) {
1342                         io_u->post_submit(io_u, false);
1343                         io_u->post_submit = NULL;
1344                 }
1345
1346                 put_file_log(td, f);
1347                 td_io_close_file(td, f);
1348                 io_u->file = NULL;
1349                 if (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)
1350                         fio_file_reset(td, f);
1351                 else {
1352                         fio_file_set_done(f);
1353                         td->nr_done_files++;
1354                         dprint(FD_FILE, "%s: is done (%d of %d)\n", f->file_name,
1355                                         td->nr_done_files, td->o.nr_files);
1356                 }
1357         } while (1);
1358
1359         return 0;
1360 }
1361
1362 static void lat_fatal(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
1363                       unsigned long long tnsec, unsigned long long max_nsec)
1364 {
1365         if (!td->error)
1366                 log_err("fio: latency of %llu nsec exceeds specified max (%llu nsec)\n", tnsec, max_nsec);
1367         td_verror(td, ETIMEDOUT, "max latency exceeded");
1368         icd->error = ETIMEDOUT;
1369 }
1370
1371 static void lat_new_cycle(struct thread_data *td)
1372 {
1373         fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1374         td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1375         td->latency_failed = 0;
1376 }
1377
1378 /*
1379  * We had an IO outside the latency target. Reduce the queue depth. If we
1380  * are at QD=1, then it's time to give up.
1381  */
1382 static bool __lat_target_failed(struct thread_data *td)
1383 {
1384         if (td->latency_qd == 1)
1385                 return true;
1386
1387         td->latency_qd_high = td->latency_qd;
1388
1389         if (td->latency_qd == td->latency_qd_low)
1390                 td->latency_qd_low--;
1391
1392         td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_low) / 2;
1393
1394         dprint(FD_RATE, "Ramped down: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1395
1396         /*
1397          * When we ramp QD down, quiesce existing IO to prevent
1398          * a storm of ramp downs due to pending higher depth.
1399          */
1400         io_u_quiesce(td);
1401         lat_new_cycle(td);
1402         return false;
1403 }
1404
1405 static bool lat_target_failed(struct thread_data *td)
1406 {
1407         if (td->o.latency_percentile.u.f == 100.0)
1408                 return __lat_target_failed(td);
1409
1410         td->latency_failed++;
1411         return false;
1412 }
1413
1414 void lat_target_init(struct thread_data *td)
1415 {
1416         td->latency_end_run = 0;
1417
1418         if (td->o.latency_target) {
1419                 dprint(FD_RATE, "Latency target=%llu\n", td->o.latency_target);
1420                 fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1421                 td->latency_qd = 1;
1422                 td->latency_qd_high = td->o.iodepth;
1423                 td->latency_qd_low = 1;
1424                 td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1425         } else
1426                 td->latency_qd = td->o.iodepth;
1427 }
1428
1429 void lat_target_reset(struct thread_data *td)
1430 {
1431         if (!td->latency_end_run)
1432                 lat_target_init(td);
1433 }
1434
1435 static void lat_target_success(struct thread_data *td)
1436 {
1437         const unsigned int qd = td->latency_qd;
1438         struct thread_options *o = &td->o;
1439
1440         td->latency_qd_low = td->latency_qd;
1441
1442         /*
1443          * If we haven't failed yet, we double up to a failing value instead
1444          * of bisecting from highest possible queue depth. If we have set
1445          * a limit other than td->o.iodepth, bisect between that.
1446          */
1447         if (td->latency_qd_high != o->iodepth)
1448                 td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_high) / 2;
1449         else
1450                 td->latency_qd *= 2;
1451
1452         if (td->latency_qd > o->iodepth)
1453                 td->latency_qd = o->iodepth;
1454
1455         dprint(FD_RATE, "Ramped up: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1456
1457         /*
1458          * Same as last one, we are done. Let it run a latency cycle, so
1459          * we get only the results from the targeted depth.
1460          */
1461         if (td->latency_qd == qd) {
1462                 if (td->latency_end_run) {
1463                         dprint(FD_RATE, "We are done\n");
1464                         td->done = 1;
1465                 } else {
1466                         dprint(FD_RATE, "Quiesce and final run\n");
1467                         io_u_quiesce(td);
1468                         td->latency_end_run = 1;
1469                         reset_all_stats(td);
1470                         reset_io_stats(td);
1471                 }
1472         }
1473
1474         lat_new_cycle(td);
1475 }
1476
1477 /*
1478  * Check if we can bump the queue depth
1479  */
1480 void lat_target_check(struct thread_data *td)
1481 {
1482         uint64_t usec_window;
1483         uint64_t ios;
1484         double success_ios;
1485
1486         usec_window = utime_since_now(&td->latency_ts);
1487         if (usec_window < td->o.latency_window)
1488                 return;
1489
1490         ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks) - td->latency_ios;
1491         success_ios = (double) (ios - td->latency_failed) / (double) ios;
1492         success_ios *= 100.0;
1493
1494         dprint(FD_RATE, "Success rate: %.2f%% (target %.2f%%)\n", success_ios, td->o.latency_percentile.u.f);
1495
1496         if (success_ios >= td->o.latency_percentile.u.f)
1497                 lat_target_success(td);
1498         else
1499                 __lat_target_failed(td);
1500 }
1501
1502 /*
1503  * If latency target is enabled, we might be ramping up or down and not
1504  * using the full queue depth available.
1505  */
1506 bool queue_full(const struct thread_data *td)
1507 {
1508         const int qempty = io_u_qempty(&td->io_u_freelist);
1509
1510         if (qempty)
1511                 return true;
1512         if (!td->o.latency_target)
1513                 return false;
1514
1515         return td->cur_depth >= td->latency_qd;
1516 }
1517
1518 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
1519 {
1520         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
1521         struct io_u *io_u = NULL;
1522         int ret;
1523
1524         if (td->stop_io)
1525                 return NULL;
1526
1527         if (needs_lock)
1528                 __td_io_u_lock(td);
1529
1530 again:
1531         if (!io_u_rempty(&td->io_u_requeues))
1532                 io_u = io_u_rpop(&td->io_u_requeues);
1533         else if (!queue_full(td)) {
1534                 io_u = io_u_qpop(&td->io_u_freelist);
1535
1536                 io_u->file = NULL;
1537                 io_u->buflen = 0;
1538                 io_u->resid = 0;
1539                 io_u->end_io = NULL;
1540         }
1541
1542         if (io_u) {
1543                 assert(io_u->flags & IO_U_F_FREE);
1544                 io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FREE | IO_U_F_NO_FILE_PUT |
1545                                  IO_U_F_TRIMMED | IO_U_F_BARRIER |
1546                                  IO_U_F_VER_LIST);
1547
1548                 io_u->error = 0;
1549                 io_u->acct_ddir = -1;
1550                 td->cur_depth++;
1551                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1552                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_IN_CUR_DEPTH);
1553                 io_u->ipo = NULL;
1554         } else if (td_async_processing(td)) {
1555                 /*
1556                  * We ran out, wait for async verify threads to finish and
1557                  * return one
1558                  */
1559                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1560                 ret = pthread_cond_wait(&td->free_cond, &td->io_u_lock);
1561                 assert(ret == 0);
1562                 if (!td->error)
1563                         goto again;
1564         }
1565
1566         if (needs_lock)
1567                 __td_io_u_unlock(td);
1568
1569         return io_u;
1570 }
1571
1572 static bool check_get_trim(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1573 {
1574         if (!(td->flags & TD_F_TRIM_BACKLOG))
1575                 return false;
1576         if (!td->trim_entries)
1577                 return false;
1578
1579         if (td->trim_batch) {
1580                 td->trim_batch--;
1581                 if (get_next_trim(td, io_u))
1582                         return true;
1583         } else if (!(td->io_hist_len % td->o.trim_backlog) &&
1584                      td->last_ddir != DDIR_READ) {
1585                 td->trim_batch = td->o.trim_batch;
1586                 if (!td->trim_batch)
1587                         td->trim_batch = td->o.trim_backlog;
1588                 if (get_next_trim(td, io_u))
1589                         return true;
1590         }
1591
1592         return false;
1593 }
1594
1595 static bool check_get_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1596 {
1597         if (!(td->flags & TD_F_VER_BACKLOG))
1598                 return false;
1599
1600         if (td->io_hist_len) {
1601                 int get_verify = 0;
1602
1603                 if (td->verify_batch)
1604                         get_verify = 1;
1605                 else if (!(td->io_hist_len % td->o.verify_backlog) &&
1606                          td->last_ddir != DDIR_READ) {
1607                         td->verify_batch = td->o.verify_batch;
1608                         if (!td->verify_batch)
1609                                 td->verify_batch = td->o.verify_backlog;
1610                         get_verify = 1;
1611                 }
1612
1613                 if (get_verify && !get_next_verify(td, io_u)) {
1614                         td->verify_batch--;
1615                         return true;
1616                 }
1617         }
1618
1619         return false;
1620 }
1621
1622 /*
1623  * Fill offset and start time into the buffer content, to prevent too
1624  * easy compressible data for simple de-dupe attempts. Do this for every
1625  * 512b block in the range, since that should be the smallest block size
1626  * we can expect from a device.
1627  */
1628 static void small_content_scramble(struct io_u *io_u)
1629 {
1630         unsigned long long i, nr_blocks = io_u->buflen >> 9;
1631         unsigned int offset;
1632         uint64_t boffset, *iptr;
1633         char *p;
1634
1635         if (!nr_blocks)
1636                 return;
1637
1638         p = io_u->xfer_buf;
1639         boffset = io_u->offset;
1640
1641         if (io_u->buf_filled_len)
1642                 io_u->buf_filled_len = 0;
1643
1644         /*
1645          * Generate random index between 0..7. We do chunks of 512b, if
1646          * we assume a cacheline is 64 bytes, then we have 8 of those.
1647          * Scramble content within the blocks in the same cacheline to
1648          * speed things up.
1649          */
1650         offset = (io_u->start_time.tv_nsec ^ boffset) & 7;
1651
1652         for (i = 0; i < nr_blocks; i++) {
1653                 /*
1654                  * Fill offset into start of cacheline, time into end
1655                  * of cacheline
1656                  */
1657                 iptr = (void *) p + (offset << 6);
1658                 *iptr = boffset;
1659
1660                 iptr = (void *) p + 64 - 2 * sizeof(uint64_t);
1661                 iptr[0] = io_u->start_time.tv_sec;
1662                 iptr[1] = io_u->start_time.tv_nsec;
1663
1664                 p += 512;
1665                 boffset += 512;
1666         }
1667 }
1668
1669 /*
1670  * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
1671  * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped, populated and submitted.
1672  */
1673 struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
1674 {
1675         struct fio_file *f;
1676         struct io_u *io_u;
1677         int do_scramble = 0;
1678         long ret = 0;
1679
1680         io_u = __get_io_u(td);
1681         if (!io_u) {
1682                 dprint(FD_IO, "__get_io_u failed\n");
1683                 return NULL;
1684         }
1685
1686         if (check_get_verify(td, io_u))
1687                 goto out;
1688         if (check_get_trim(td, io_u))
1689                 goto out;
1690
1691         /*
1692          * from a requeue, io_u already setup
1693          */
1694         if (io_u->file)
1695                 goto out;
1696
1697         /*
1698          * If using an iolog, grab next piece if any available.
1699          */
1700         if (td->flags & TD_F_READ_IOLOG) {
1701                 if (read_iolog_get(td, io_u))
1702                         goto err_put;
1703         } else if (set_io_u_file(td, io_u)) {
1704                 ret = -EBUSY;
1705                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1706                 goto err_put;
1707         }
1708
1709         f = io_u->file;
1710         if (!f) {
1711                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1712                 goto err_put;
1713         }
1714
1715         assert(fio_file_open(f));
1716
1717         if (ddir_rw(io_u->ddir)) {
1718                 if (!io_u->buflen && !td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO)) {
1719                         dprint(FD_IO, "get_io_u: zero buflen on %p\n", io_u);
1720                         goto err_put;
1721                 }
1722
1723                 f->last_start[io_u->ddir] = io_u->offset;
1724                 f->last_pos[io_u->ddir] = io_u->offset + io_u->buflen;
1725
1726                 if (io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
1727                         if (td->flags & TD_F_REFILL_BUFFERS) {
1728                                 io_u_fill_buffer(td, io_u,
1729                                         td->o.min_bs[DDIR_WRITE],
1730                                         io_u->buflen);
1731                         } else if ((td->flags & TD_F_SCRAMBLE_BUFFERS) &&
1732                                    !(td->flags & TD_F_COMPRESS) &&
1733                                    !(td->flags & TD_F_DO_VERIFY))
1734                                 do_scramble = 1;
1735                 } else if (io_u->ddir == DDIR_READ) {
1736                         /*
1737                          * Reset the buf_filled parameters so next time if the
1738                          * buffer is used for writes it is refilled.
1739                          */
1740                         io_u->buf_filled_len = 0;
1741                 }
1742         }
1743
1744         /*
1745          * Set io data pointers.
1746          */
1747         io_u->xfer_buf = io_u->buf;
1748         io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
1749
1750 out:
1751         assert(io_u->file);
1752         if (!td_io_prep(td, io_u)) {
1753                 if (!td->o.disable_lat)
1754                         fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
1755
1756                 if (do_scramble)
1757                         small_content_scramble(io_u);
1758
1759                 return io_u;
1760         }
1761 err_put:
1762         dprint(FD_IO, "get_io_u failed\n");
1763         put_io_u(td, io_u);
1764         return ERR_PTR(ret);
1765 }
1766
1767 static void __io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1768 {
1769         enum error_type_bit eb = td_error_type(io_u->ddir, io_u->error);
1770
1771         if (td_non_fatal_error(td, eb, io_u->error) && !td->o.error_dump)
1772                 return;
1773
1774         log_err("fio: io_u error%s%s: %s: %s offset=%llu, buflen=%llu\n",
1775                 io_u->file ? " on file " : "",
1776                 io_u->file ? io_u->file->file_name : "",
1777                 strerror(io_u->error),
1778                 io_ddir_name(io_u->ddir),
1779                 io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
1780
1781         if (td->io_ops->errdetails) {
1782                 char *err = td->io_ops->errdetails(io_u);
1783
1784                 log_err("fio: %s\n", err);
1785                 free(err);
1786         }
1787
1788         if (!td->error)
1789                 td_verror(td, io_u->error, "io_u error");
1790 }
1791
1792 void io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1793 {
1794         __io_u_log_error(td, io_u);
1795         if (td->parent)
1796                 __io_u_log_error(td->parent, io_u);
1797 }
1798
1799 static inline bool gtod_reduce(struct thread_data *td)
1800 {
1801         return (td->o.disable_clat && td->o.disable_slat && td->o.disable_bw)
1802                         || td->o.gtod_reduce;
1803 }
1804
1805 static void trim_block_info(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1806 {
1807         uint32_t *info = io_u_block_info(td, io_u);
1808
1809         if (BLOCK_INFO_STATE(*info) >= BLOCK_STATE_TRIM_FAILURE)
1810                 return;
1811
1812         *info = BLOCK_INFO(BLOCK_STATE_TRIMMED, BLOCK_INFO_TRIMS(*info) + 1);
1813 }
1814
1815 static void account_io_completion(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1816                                   struct io_completion_data *icd,
1817                                   const enum fio_ddir idx, unsigned int bytes)
1818 {
1819         const int no_reduce = !gtod_reduce(td);
1820         unsigned long long llnsec = 0;
1821
1822         if (td->parent)
1823                 td = td->parent;
1824
1825         if (!td->o.stats || td_ioengine_flagged(td, FIO_NOSTATS))
1826                 return;
1827
1828         if (no_reduce)
1829                 llnsec = ntime_since(&io_u->issue_time, &icd->time);
1830
1831         if (!td->o.disable_lat) {
1832                 unsigned long long tnsec;
1833
1834                 tnsec = ntime_since(&io_u->start_time, &icd->time);
1835                 add_lat_sample(td, idx, tnsec, bytes, io_u->offset);
1836
1837                 if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
1838                         struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
1839
1840                         if (ops->io_u_lat)
1841                                 icd->error = ops->io_u_lat(td, tnsec);
1842                 }
1843
1844                 if (td->o.max_latency && tnsec > td->o.max_latency)
1845                         lat_fatal(td, icd, tnsec, td->o.max_latency);
1846                 if (td->o.latency_target && tnsec > td->o.latency_target) {
1847                         if (lat_target_failed(td))
1848                                 lat_fatal(td, icd, tnsec, td->o.latency_target);
1849                 }
1850         }
1851
1852         if (ddir_rw(idx)) {
1853                 if (!td->o.disable_clat) {
1854                         add_clat_sample(td, idx, llnsec, bytes, io_u->offset);
1855                         io_u_mark_latency(td, llnsec);
1856                 }
1857
1858                 if (!td->o.disable_bw && per_unit_log(td->bw_log))
1859                         add_bw_sample(td, io_u, bytes, llnsec);
1860
1861                 if (no_reduce && per_unit_log(td->iops_log))
1862                         add_iops_sample(td, io_u, bytes);
1863         } else if (ddir_sync(idx) && !td->o.disable_clat)
1864                 add_sync_clat_sample(&td->ts, llnsec);
1865
1866         if (td->ts.nr_block_infos && io_u->ddir == DDIR_TRIM)
1867                 trim_block_info(td, io_u);
1868 }
1869
1870 static void file_log_write_comp(const struct thread_data *td, struct fio_file *f,
1871                                 uint64_t offset, unsigned int bytes)
1872 {
1873         int idx;
1874
1875         if (!f)
1876                 return;
1877
1878         if (f->first_write == -1ULL || offset < f->first_write)
1879                 f->first_write = offset;
1880         if (f->last_write == -1ULL || ((offset + bytes) > f->last_write))
1881                 f->last_write = offset + bytes;
1882
1883         if (!f->last_write_comp)
1884                 return;
1885
1886         idx = f->last_write_idx++;
1887         f->last_write_comp[idx] = offset;
1888         if (f->last_write_idx == td->o.iodepth)
1889                 f->last_write_idx = 0;
1890 }
1891
1892 static bool should_account(struct thread_data *td)
1893 {
1894         return ramp_time_over(td) && (td->runstate == TD_RUNNING ||
1895                                            td->runstate == TD_VERIFYING);
1896 }
1897
1898 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u **io_u_ptr,
1899                          struct io_completion_data *icd)
1900 {
1901         struct io_u *io_u = *io_u_ptr;
1902         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
1903         struct fio_file *f = io_u->file;
1904
1905         dprint_io_u(io_u, "complete");
1906
1907         assert(io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT);
1908         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT | IO_U_F_BUSY_OK);
1909
1910         /*
1911          * Mark IO ok to verify
1912          */
1913         if (io_u->ipo) {
1914                 /*
1915                  * Remove errored entry from the verification list
1916                  */
1917                 if (io_u->error)
1918                         unlog_io_piece(td, io_u);
1919                 else {
1920                         io_u->ipo->flags &= ~IP_F_IN_FLIGHT;
1921                         write_barrier();
1922                 }
1923         }
1924
1925         if (ddir_sync(ddir)) {
1926                 td->last_was_sync = true;
1927                 if (f) {
1928                         f->first_write = -1ULL;
1929                         f->last_write = -1ULL;
1930                 }
1931                 if (should_account(td))
1932                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, io_u->buflen);
1933                 return;
1934         }
1935
1936         td->last_was_sync = false;
1937         td->last_ddir = ddir;
1938
1939         if (!io_u->error && ddir_rw(ddir)) {
1940                 unsigned long long bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
1941                 int ret;
1942
1943                 td->io_blocks[ddir]++;
1944                 td->io_bytes[ddir] += bytes;
1945
1946                 if (!(io_u->flags & IO_U_F_VER_LIST)) {
1947                         td->this_io_blocks[ddir]++;
1948                         td->this_io_bytes[ddir] += bytes;
1949                 }
1950
1951                 if (ddir == DDIR_WRITE)
1952                         file_log_write_comp(td, f, io_u->offset, bytes);
1953
1954                 if (should_account(td))
1955                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, bytes);
1956
1957                 icd->bytes_done[ddir] += bytes;
1958
1959                 if (io_u->end_io) {
1960                         ret = io_u->end_io(td, io_u_ptr);
1961                         io_u = *io_u_ptr;
1962                         if (ret && !icd->error)
1963                                 icd->error = ret;
1964                 }
1965         } else if (io_u->error) {
1966                 icd->error = io_u->error;
1967                 io_u_log_error(td, io_u);
1968         }
1969         if (icd->error) {
1970                 enum error_type_bit eb = td_error_type(ddir, icd->error);
1971
1972                 if (!td_non_fatal_error(td, eb, icd->error))
1973                         return;
1974
1975                 /*
1976                  * If there is a non_fatal error, then add to the error count
1977                  * and clear all the errors.
1978                  */
1979                 update_error_count(td, icd->error);
1980                 td_clear_error(td);
1981                 icd->error = 0;
1982                 if (io_u)
1983                         io_u->error = 0;
1984         }
1985 }
1986
1987 static void init_icd(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
1988                      int nr)
1989 {
1990         int ddir;
1991
1992         if (!gtod_reduce(td))
1993                 fio_gettime(&icd->time, NULL);
1994
1995         icd->nr = nr;
1996
1997         icd->error = 0;
1998         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
1999                 icd->bytes_done[ddir] = 0;
2000 }
2001
2002 static void ios_completed(struct thread_data *td,
2003                           struct io_completion_data *icd)
2004 {
2005         struct io_u *io_u;
2006         int i;
2007
2008         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
2009                 io_u = td->io_ops->event(td, i);
2010
2011                 io_completed(td, &io_u, icd);
2012
2013                 if (io_u)
2014                         put_io_u(td, io_u);
2015         }
2016 }
2017
2018 /*
2019  * Complete a single io_u for the sync engines.
2020  */
2021 int io_u_sync_complete(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2022 {
2023         struct io_completion_data icd;
2024         int ddir;
2025
2026         init_icd(td, &icd, 1);
2027         io_completed(td, &io_u, &icd);
2028
2029         if (io_u)
2030                 put_io_u(td, io_u);
2031
2032         if (icd.error) {
2033                 td_verror(td, icd.error, "io_u_sync_complete");
2034                 return -1;
2035         }
2036
2037         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2038                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2039
2040         return 0;
2041 }
2042
2043 /*
2044  * Called to complete min_events number of io for the async engines.
2045  */
2046 int io_u_queued_complete(struct thread_data *td, int min_evts)
2047 {
2048         struct io_completion_data icd;
2049         struct timespec *tvp = NULL;
2050         int ret, ddir;
2051         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0, };
2052
2053         dprint(FD_IO, "io_u_queued_complete: min=%d\n", min_evts);
2054
2055         if (!min_evts)
2056                 tvp = &ts;
2057         else if (min_evts > td->cur_depth)
2058                 min_evts = td->cur_depth;
2059
2060         /* No worries, td_io_getevents fixes min and max if they are
2061          * set incorrectly */
2062         ret = td_io_getevents(td, min_evts, td->o.iodepth_batch_complete_max, tvp);
2063         if (ret < 0) {
2064                 td_verror(td, -ret, "td_io_getevents");
2065                 return ret;
2066         } else if (!ret)
2067                 return ret;
2068
2069         init_icd(td, &icd, ret);
2070         ios_completed(td, &icd);
2071         if (icd.error) {
2072                 td_verror(td, icd.error, "io_u_queued_complete");
2073                 return -1;
2074         }
2075
2076         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2077                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2078
2079         return ret;
2080 }
2081
2082 /*
2083  * Call when io_u is really queued, to update the submission latency.
2084  */
2085 void io_u_queued(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2086 {
2087         if (!td->o.disable_slat && ramp_time_over(td) && td->o.stats) {
2088                 unsigned long slat_time;
2089
2090                 slat_time = ntime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time);
2091
2092                 if (td->parent)
2093                         td = td->parent;
2094
2095                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, slat_time, io_u->xfer_buflen,
2096                                 io_u->offset);
2097         }
2098 }
2099
2100 /*
2101  * See if we should reuse the last seed, if dedupe is enabled
2102  */
2103 static struct frand_state *get_buf_state(struct thread_data *td)
2104 {
2105         unsigned int v;
2106
2107         if (!td->o.dedupe_percentage)
2108                 return &td->buf_state;
2109         else if (td->o.dedupe_percentage == 100) {
2110                 frand_copy(&td->buf_state_prev, &td->buf_state);
2111                 return &td->buf_state;
2112         }
2113
2114         v = rand_between(&td->dedupe_state, 1, 100);
2115
2116         if (v <= td->o.dedupe_percentage)
2117                 return &td->buf_state_prev;
2118
2119         return &td->buf_state;
2120 }
2121
2122 static void save_buf_state(struct thread_data *td, struct frand_state *rs)
2123 {
2124         if (td->o.dedupe_percentage == 100)
2125                 frand_copy(rs, &td->buf_state_prev);
2126         else if (rs == &td->buf_state)
2127                 frand_copy(&td->buf_state_prev, rs);
2128 }
2129
2130 void fill_io_buffer(struct thread_data *td, void *buf, unsigned long long min_write,
2131                     unsigned long long max_bs)
2132 {
2133         struct thread_options *o = &td->o;
2134
2135         if (o->mem_type == MEM_CUDA_MALLOC)
2136                 return;
2137
2138         if (o->compress_percentage || o->dedupe_percentage) {
2139                 unsigned int perc = td->o.compress_percentage;
2140                 struct frand_state *rs;
2141                 unsigned long long left = max_bs;
2142                 unsigned long long this_write;
2143
2144                 do {
2145                         rs = get_buf_state(td);
2146
2147                         min_write = min(min_write, left);
2148
2149                         if (perc) {
2150                                 this_write = min_not_zero(min_write,
2151                                                         (unsigned long long) td->o.compress_chunk);
2152
2153                                 fill_random_buf_percentage(rs, buf, perc,
2154                                         this_write, this_write,
2155                                         o->buffer_pattern,
2156                                         o->buffer_pattern_bytes);
2157                         } else {
2158                                 fill_random_buf(rs, buf, min_write);
2159                                 this_write = min_write;
2160                         }
2161
2162                         buf += this_write;
2163                         left -= this_write;
2164                         save_buf_state(td, rs);
2165                 } while (left);
2166         } else if (o->buffer_pattern_bytes)
2167                 fill_buffer_pattern(td, buf, max_bs);
2168         else if (o->zero_buffers)
2169                 memset(buf, 0, max_bs);
2170         else
2171                 fill_random_buf(get_buf_state(td), buf, max_bs);
2172 }
2173
2174 /*
2175  * "randomly" fill the buffer contents
2176  */
2177 void io_u_fill_buffer(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
2178                       unsigned long long min_write, unsigned long long max_bs)
2179 {
2180         io_u->buf_filled_len = 0;
2181         fill_io_buffer(td, io_u->buf, min_write, max_bs);
2182 }
2183
2184 static int do_sync_file_range(const struct thread_data *td,
2185                               struct fio_file *f)
2186 {
2187         off64_t offset, nbytes;
2188
2189         offset = f->first_write;
2190         nbytes = f->last_write - f->first_write;
2191
2192         if (!nbytes)
2193                 return 0;
2194
2195         return sync_file_range(f->fd, offset, nbytes, td->o.sync_file_range);
2196 }
2197
2198 int do_io_u_sync(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2199 {
2200         int ret;
2201
2202         if (io_u->ddir == DDIR_SYNC) {
2203                 ret = fsync(io_u->file->fd);
2204         } else if (io_u->ddir == DDIR_DATASYNC) {
2205 #ifdef CONFIG_FDATASYNC
2206                 ret = fdatasync(io_u->file->fd);
2207 #else
2208                 ret = io_u->xfer_buflen;
2209                 io_u->error = EINVAL;
2210 #endif
2211         } else if (io_u->ddir == DDIR_SYNC_FILE_RANGE)
2212                 ret = do_sync_file_range(td, io_u->file);
2213         else {
2214                 ret = io_u->xfer_buflen;
2215                 io_u->error = EINVAL;
2216         }
2217
2218         if (ret < 0)
2219                 io_u->error = errno;
2220
2221         return ret;
2222 }
2223
2224 int do_io_u_trim(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2225 {
2226 #ifndef FIO_HAVE_TRIM
2227         io_u->error = EINVAL;
2228         return 0;
2229 #else
2230         struct fio_file *f = io_u->file;
2231         int ret;
2232
2233         ret = os_trim(f, io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
2234         if (!ret)
2235                 return io_u->xfer_buflen;
2236
2237         io_u->error = ret;
2238         return 0;
2239 #endif
2240 }