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 #include "verify.h"
  11
  12 struct io_completion_data {
  13         int nr;                         /* input */
  14
  15         int error;                      /* output */
  16         unsigned long bytes_done[2];    /* output */
  17         struct timeval time;            /* output */
  18 };
  19
  20 /*
  21  * The ->file_map[] contains a map of blocks we have or have not done io
  22  * to yet. Used to make sure we cover the entire range in a fair fashion.
  23  */
  24 static int random_map_free(struct fio_file *f, const unsigned long long block)
  25 {
  26         unsigned int idx = RAND_MAP_IDX(f, block);
  27         unsigned int bit = RAND_MAP_BIT(f, block);
  28
  29         dprint(FD_RANDOM, "free: b=%llu, idx=%u, bit=%u\n", block, idx, bit);
  30
  31         return (f->file_map[idx] & (1 << bit)) == 0;
  32 }
  33
  34 /*
  35  * Mark a given offset as used in the map.
  36  */
  37 static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
  38 {
  39         unsigned int min_bs = td->o.rw_min_bs;
  40         struct fio_file *f = io_u->file;
  41         unsigned long long block;
  42         unsigned int blocks, nr_blocks;
  43
  44         block = (io_u->offset - f->file_offset) / (unsigned long long) min_bs;
  45         nr_blocks = (io_u->buflen + min_bs - 1) / min_bs;
  46         blocks = 0;
  47
  48         while (nr_blocks) {
  49                 unsigned int this_blocks, mask;
  50                 unsigned int idx, bit;
  51
  52                 /*
  53                  * If we have a mixed random workload, we may
  54                  * encounter blocks we already did IO to.
  55                  */
  56                 if ((td->o.ddir_nr == 1) && !random_map_free(f, block)) {
  57                         if (!blocks)
  58                                 blocks = 1;
  59                         break;
  60                 }
  61
  62                 idx = RAND_MAP_IDX(f, block);
  63                 bit = RAND_MAP_BIT(f, block);
  64
  65                 fio_assert(td, idx < f->num_maps);
  66
  67                 this_blocks = nr_blocks;
  68                 if (this_blocks + bit > BLOCKS_PER_MAP)
  69                         this_blocks = BLOCKS_PER_MAP - bit;
  70
  71                 if (this_blocks == BLOCKS_PER_MAP)
  72                         mask = -1U;
  73                 else
  74                         mask = ((1U << this_blocks) - 1) << bit;
  75
  76                 f->file_map[idx] |= mask;
  77                 nr_blocks -= this_blocks;
  78                 blocks += this_blocks;
  79                 block += this_blocks;
  80         }
  81
  82         if ((blocks * min_bs) < io_u->buflen)
  83                 io_u->buflen = blocks * min_bs;
  84 }
  85
  86 static unsigned long long last_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  87                                      enum fio_ddir ddir)
  88 {
  89         unsigned long long max_blocks;
  90         unsigned long long max_size;
  91
  92         /*
  93          * Hmm, should we make sure that ->io_size <= ->real_file_size?
  94          */
  95         max_size = f->io_size;
  96         if (max_size > f->real_file_size)
  97                 max_size = f->real_file_size;
  98
  99         max_blocks = max_size / (unsigned long long) td->o.ba[ddir];
 100         if (!max_blocks)
 101                 return 0;
 102
 103         return max_blocks;
 104 }
 105
 106 /*
 107  * Return the next free block in the map.
 108  */
 109 static int get_next_free_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 110                                enum fio_ddir ddir, unsigned long long *b)
 111 {
 112         unsigned long long min_bs = td->o.rw_min_bs;
 113         int i;
 114
 115         i = f->last_free_lookup;
 116         *b = (i * BLOCKS_PER_MAP);
 117         while ((*b) * min_bs < f->real_file_size &&
 118                 (*b) * min_bs < f->io_size) {
 119                 if (f->file_map[i] != (unsigned int) -1) {
 120                         *b += ffz(f->file_map[i]);
 121                         if (*b > last_block(td, f, ddir))
 122                                 break;
 123                         f->last_free_lookup = i;
 124                         return 0;
 125                 }
 126
 127                 *b += BLOCKS_PER_MAP;
 128                 i++;
 129         }
 130
 131         dprint(FD_IO, "failed finding a free block\n");
 132         return 1;
 133 }
 134
 135 static int get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 136                                 enum fio_ddir ddir, unsigned long long *b)
 137 {
 138         unsigned long long r;
 139         int loops = 5;
 140
 141         do {
 142                 r = os_random_long(&td->random_state);
 143                 dprint(FD_RANDOM, "off rand %llu\n", r);
 144                 *b = (last_block(td, f, ddir) - 1)
 145                         * (r / ((unsigned long long) OS_RAND_MAX + 1.0));
 146
 147                 /*
 148                  * if we are not maintaining a random map, we are done.
 149                  */
 150                 if (!file_randommap(td, f))
 151                         return 0;
 152
 153                 /*
 154                  * calculate map offset and check if it's free
 155                  */
 156                 if (random_map_free(f, *b))
 157                         return 0;
 158
 159                 dprint(FD_RANDOM, "get_next_rand_offset: offset %llu busy\n",
 160                                                                         *b);
 161         } while (--loops);
 162
 163         /*
 164          * we get here, if we didn't suceed in looking up a block. generate
 165          * a random start offset into the filemap, and find the first free
 166          * block from there.
 167          */
 168         loops = 10;
 169         do {
 170                 f->last_free_lookup = (f->num_maps - 1) *
 171                                         (r / (OS_RAND_MAX + 1.0));
 172                 if (!get_next_free_block(td, f, ddir, b))
 173                         return 0;
 174
 175                 r = os_random_long(&td->random_state);
 176         } while (--loops);
 177
 178         /*
 179          * that didn't work either, try exhaustive search from the start
 180          */
 181         f->last_free_lookup = 0;
 182         return get_next_free_block(td, f, ddir, b);
 183 }
 184
 185 /*
 186  * For random io, generate a random new block and see if it's used. Repeat
 187  * until we find a free one. For sequential io, just return the end of
 188  * the last io issued.
 189  */
 190 static int __get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 191 {
 192         struct fio_file *f = io_u->file;
 193         unsigned long long b;
 194         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
 195
 196         if (td_random(td) && (td->o.ddir_nr && !--td->ddir_nr)) {
 197                 td->ddir_nr = td->o.ddir_nr;
 198
 199                 if (get_next_rand_offset(td, f, ddir, &b)) {
 200                         dprint(FD_IO, "%s: getting rand offset failed\n",
 201                                 f->file_name);
 202                         return 1;
 203                 }
 204         } else {
 205                 if (f->last_pos >= f->real_file_size) {
 206                         if (!td_random(td) ||
 207                              get_next_rand_offset(td, f, ddir, &b)) {
 208                                 dprint(FD_IO, "%s: pos %llu > size %llu\n",
 209                                                 f->file_name, f->last_pos,
 210                                                 f->real_file_size);
 211                                 return 1;
 212                         }
 213                 } else
 214                         b = (f->last_pos - f->file_offset) / td->o.min_bs[ddir];
 215         }
 216
 217         io_u->offset = b * td->o.ba[ddir];
 218         if (io_u->offset >= f->io_size) {
 219                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= io_size %llu\n",
 220                                         io_u->offset, f->io_size);
 221                 return 1;
 222         }
 223
 224         io_u->offset += f->file_offset;
 225         if (io_u->offset >= f->real_file_size) {
 226                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= size %llu\n",
 227                                         io_u->offset, f->real_file_size);
 228                 return 1;
 229         }
 230
 231         return 0;
 232 }
 233
 234 static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 235 {
 236         if (td->fill_io_u_off)
 237                 return td->fill_io_u_off(td, io_u);
 238
 239         return __get_next_offset(td, io_u);
 240 }
 241
 242 static unsigned int __get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 243 {
 244         const int ddir = io_u->ddir;
 245         unsigned int uninitialized_var(buflen);
 246         unsigned int minbs, maxbs;
 247         long r;
 248
 249         minbs = td->o.min_bs[ddir];
 250         maxbs = td->o.max_bs[ddir];
 251
 252         if (minbs == maxbs)
 253                 buflen = minbs;
 254         else {
 255                 r = os_random_long(&td->bsrange_state);
 256                 if (!td->o.bssplit_nr[ddir]) {
 257                         buflen = 1 + (unsigned int) ((double) maxbs *
 258                                         (r / (OS_RAND_MAX + 1.0)));
 259                         if (buflen < minbs)
 260                                 buflen = minbs;
 261                 } else {
 262                         long perc = 0;
 263                         unsigned int i;
 264
 265                         for (i = 0; i < td->o.bssplit_nr[ddir]; i++) {
 266                                 struct bssplit *bsp = &td->o.bssplit[ddir][i];
 267
 268                                 buflen = bsp->bs;
 269                                 perc += bsp->perc;
 270                                 if (r <= ((OS_RAND_MAX / 100L) * perc))
 271                                         break;
 272                         }
 273                 }
 274                 if (!td->o.bs_unaligned && is_power_of_2(minbs))
 275                         buflen = (buflen + minbs - 1) & ~(minbs - 1);
 276         }
 277
 278         if (io_u->offset + buflen > io_u->file->real_file_size) {
 279                 dprint(FD_IO, "lower buflen %u -> %u (ddir=%d)\n", buflen,
 280                                                 minbs, ddir);
 281                 buflen = minbs;
 282         }
 283
 284         return buflen;
 285 }
 286
 287 static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 288 {
 289         if (td->fill_io_u_size)
 290                 return td->fill_io_u_size(td, io_u);
 291
 292         return __get_next_buflen(td, io_u);
 293 }
 294
 295 static void set_rwmix_bytes(struct thread_data *td)
 296 {
 297         unsigned int diff;
 298
 299         /*
 300          * we do time or byte based switch. this is needed because
 301          * buffered writes may issue a lot quicker than they complete,
 302          * whereas reads do not.
 303          */
 304         diff = td->o.rwmix[td->rwmix_ddir ^ 1];
 305         td->rwmix_issues = (td->io_issues[td->rwmix_ddir] * diff) / 100;
 306 }
 307
 308 static inline enum fio_ddir get_rand_ddir(struct thread_data *td)
 309 {
 310         unsigned int v;
 311         long r;
 312
 313         r = os_random_long(&td->rwmix_state);
 314         v = 1 + (int) (100.0 * (r / (OS_RAND_MAX + 1.0)));
 315         if (v <= td->o.rwmix[DDIR_READ])
 316                 return DDIR_READ;
 317
 318         return DDIR_WRITE;
 319 }
 320
 321 static enum fio_ddir rate_ddir(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 322 {
 323         enum fio_ddir odir = ddir ^ 1;
 324         struct timeval t;
 325         long usec;
 326
 327         if (td->rate_pending_usleep[ddir] <= 0)
 328                 return ddir;
 329
 330         /*
 331          * We have too much pending sleep in this direction. See if we
 332          * should switch.
 333          */
 334         if (td_rw(td)) {
 335                 /*
 336                  * Other direction does not have too much pending, switch
 337                  */
 338                 if (td->rate_pending_usleep[odir] < 100000)
 339                         return odir;
 340
 341                 /*
 342                  * Both directions have pending sleep. Sleep the minimum time
 343                  * and deduct from both.
 344                  */
 345                 if (td->rate_pending_usleep[ddir] <=
 346                         td->rate_pending_usleep[odir]) {
 347                         usec = td->rate_pending_usleep[ddir];
 348                 } else {
 349                         usec = td->rate_pending_usleep[odir];
 350                         ddir = odir;
 351                 }
 352         } else
 353                 usec = td->rate_pending_usleep[ddir];
 354
 355         fio_gettime(&t, NULL);
 356         usec_sleep(td, usec);
 357         usec = utime_since_now(&t);
 358
 359         td->rate_pending_usleep[ddir] -= usec;
 360
 361         odir = ddir ^ 1;
 362         if (td_rw(td) && __should_check_rate(td, odir))
 363                 td->rate_pending_usleep[odir] -= usec;
 364
 365         return ddir;
 366 }
 367
 368 /*
 369  * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
 370  * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
 371  * necessary.
 372  */
 373 static enum fio_ddir get_rw_ddir(struct thread_data *td)
 374 {
 375         enum fio_ddir ddir;
 376
 377         /*
 378          * see if it's time to fsync
 379          */
 380         if (td->o.fsync_blocks &&
 381            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fsync_blocks) &&
 382              td->io_issues[DDIR_WRITE] && should_fsync(td))
 383                 return DDIR_SYNC;
 384
 385         /*
 386          * see if it's time to fdatasync
 387          */
 388         if (td->o.fdatasync_blocks &&
 389            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fdatasync_blocks) &&
 390              td->io_issues[DDIR_WRITE] && should_fsync(td))
 391                 return DDIR_DATASYNC;
 392
 393         if (td_rw(td)) {
 394                 /*
 395                  * Check if it's time to seed a new data direction.
 396                  */
 397                 if (td->io_issues[td->rwmix_ddir] >= td->rwmix_issues) {
 398                         /*
 399                          * Put a top limit on how many bytes we do for
 400                          * one data direction, to avoid overflowing the
 401                          * ranges too much
 402                          */
 403                         ddir = get_rand_ddir(td);
 404
 405                         if (ddir != td->rwmix_ddir)
 406                                 set_rwmix_bytes(td);
 407
 408                         td->rwmix_ddir = ddir;
 409                 }
 410                 ddir = td->rwmix_ddir;
 411         } else if (td_read(td))
 412                 ddir = DDIR_READ;
 413         else
 414                 ddir = DDIR_WRITE;
 415
 416         td->rwmix_ddir = rate_ddir(td, ddir);
 417         return td->rwmix_ddir;
 418 }
 419
 420 void put_file_log(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 421 {
 422         int ret = put_file(td, f);
 423
 424         if (ret)
 425                 td_verror(td, ret, "file close");
 426 }
 427
 428 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 429 {
 430         td_io_u_lock(td);
 431
 432         io_u->flags |= IO_U_F_FREE;
 433         io_u->flags &= ~IO_U_F_FREE_DEF;
 434
 435         if (io_u->file)
 436                 put_file_log(td, io_u->file);
 437
 438         io_u->file = NULL;
 439         if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH)
 440                 td->cur_depth--;
 441         flist_del_init(&io_u->list);
 442         flist_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
 443         td_io_u_unlock(td);
 444         td_io_u_free_notify(td);
 445 }
 446
 447 void clear_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 448 {
 449         io_u->flags &= ~IO_U_F_FLIGHT;
 450         put_io_u(td, io_u);
 451 }
 452
 453 void requeue_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 454 {
 455         struct io_u *__io_u = *io_u;
 456
 457         dprint(FD_IO, "requeue %p\n", __io_u);
 458
 459         td_io_u_lock(td);
 460
 461         __io_u->flags |= IO_U_F_FREE;
 462         if ((__io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT) && !ddir_sync(__io_u->ddir))
 463                 td->io_issues[__io_u->ddir]--;
 464
 465         __io_u->flags &= ~IO_U_F_FLIGHT;
 466         if (__io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH)
 467                 td->cur_depth--;
 468         flist_del(&__io_u->list);
 469         flist_add_tail(&__io_u->list, &td->io_u_requeues);
 470         td_io_u_unlock(td);
 471         *io_u = NULL;
 472 }
 473
 474 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 475 {
 476         if (td->io_ops->flags & FIO_NOIO)
 477                 goto out;
 478
 479         io_u->ddir = get_rw_ddir(td);
 480
 481         /*
 482          * fsync() or fdatasync(), we are done
 483          */
 484         if (ddir_sync(io_u->ddir))
 485                 goto out;
 486
 487         /*
 488          * See if it's time to switch to a new zone
 489          */
 490         if (td->zone_bytes >= td->o.zone_size) {
 491                 td->zone_bytes = 0;
 492                 io_u->file->last_pos += td->o.zone_skip;
 493                 td->io_skip_bytes += td->o.zone_skip;
 494         }
 495
 496         /*
 497          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next buflen and
 498          * position.
 499          */
 500         if (get_next_offset(td, io_u)) {
 501                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting offset\n", io_u);
 502                 return 1;
 503         }
 504
 505         io_u->buflen = get_next_buflen(td, io_u);
 506         if (!io_u->buflen) {
 507                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting buflen\n", io_u);
 508                 return 1;
 509         }
 510
 511         if (io_u->offset + io_u->buflen > io_u->file->real_file_size) {
 512                 dprint(FD_IO, "io_u %p, offset too large\n", io_u);
 513                 dprint(FD_IO, "  off=%llu/%lu > %llu\n", io_u->offset,
 514                                 io_u->buflen, io_u->file->real_file_size);
 515                 return 1;
 516         }
 517
 518         /*
 519          * mark entry before potentially trimming io_u
 520          */
 521         if (td_random(td) && file_randommap(td, io_u->file))
 522                 mark_random_map(td, io_u);
 523
 524         /*
 525          * If using a write iolog, store this entry.
 526          */
 527 out:
 528         dprint_io_u(io_u, "fill_io_u");
 529         td->zone_bytes += io_u->buflen;
 530         log_io_u(td, io_u);
 531         return 0;
 532 }
 533
 534 static void __io_u_mark_map(unsigned int *map, unsigned int nr)
 535 {
 536         int index = 0;
 537
 538         switch (nr) {
 539         default:
 540                 index = 6;
 541                 break;
 542         case 33 ... 64:
 543                 index = 5;
 544                 break;
 545         case 17 ... 32:
 546                 index = 4;
 547                 break;
 548         case 9 ... 16:
 549                 index = 3;
 550                 break;
 551         case 5 ... 8:
 552                 index = 2;
 553                 break;
 554         case 1 ... 4:
 555                 index = 1;
 556         case 0:
 557                 break;
 558         }
 559
 560         map[index]++;
 561 }
 562
 563 void io_u_mark_submit(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 564 {
 565         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_submit, nr);
 566         td->ts.total_submit++;
 567 }
 568
 569 void io_u_mark_complete(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 570 {
 571         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_complete, nr);
 572         td->ts.total_complete++;
 573 }
 574
 575 void io_u_mark_depth(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 576 {
 577         int index = 0;
 578
 579         switch (td->cur_depth) {
 580         default:
 581                 index = 6;
 582                 break;
 583         case 32 ... 63:
 584                 index = 5;
 585                 break;
 586         case 16 ... 31:
 587                 index = 4;
 588                 break;
 589         case 8 ... 15:
 590                 index = 3;
 591                 break;
 592         case 4 ... 7:
 593                 index = 2;
 594                 break;
 595         case 2 ... 3:
 596                 index = 1;
 597         case 1:
 598                 break;
 599         }
 600
 601         td->ts.io_u_map[index] += nr;
 602 }
 603
 604 static void io_u_mark_lat_usec(struct thread_data *td, unsigned long usec)
 605 {
 606         int index = 0;
 607
 608         assert(usec < 1000);
 609
 610         switch (usec) {
 611         case 750 ... 999:
 612                 index = 9;
 613                 break;
 614         case 500 ... 749:
 615                 index = 8;
 616                 break;
 617         case 250 ... 499:
 618                 index = 7;
 619                 break;
 620         case 100 ... 249:
 621                 index = 6;
 622                 break;
 623         case 50 ... 99:
 624                 index = 5;
 625                 break;
 626         case 20 ... 49:
 627                 index = 4;
 628                 break;
 629         case 10 ... 19:
 630                 index = 3;
 631                 break;
 632         case 4 ... 9:
 633                 index = 2;
 634                 break;
 635         case 2 ... 3:
 636                 index = 1;
 637         case 0 ... 1:
 638                 break;
 639         }
 640
 641         assert(index < FIO_IO_U_LAT_U_NR);
 642         td->ts.io_u_lat_u[index]++;
 643 }
 644
 645 static void io_u_mark_lat_msec(struct thread_data *td, unsigned long msec)
 646 {
 647         int index = 0;
 648
 649         switch (msec) {
 650         default:
 651                 index = 11;
 652                 break;
 653         case 1000 ... 1999:
 654                 index = 10;
 655                 break;
 656         case 750 ... 999:
 657                 index = 9;
 658                 break;
 659         case 500 ... 749:
 660                 index = 8;
 661                 break;
 662         case 250 ... 499:
 663                 index = 7;
 664                 break;
 665         case 100 ... 249:
 666                 index = 6;
 667                 break;
 668         case 50 ... 99:
 669                 index = 5;
 670                 break;
 671         case 20 ... 49:
 672                 index = 4;
 673                 break;
 674         case 10 ... 19:
 675                 index = 3;
 676                 break;
 677         case 4 ... 9:
 678                 index = 2;
 679                 break;
 680         case 2 ... 3:
 681                 index = 1;
 682         case 0 ... 1:
 683                 break;
 684         }
 685
 686         assert(index < FIO_IO_U_LAT_M_NR);
 687         td->ts.io_u_lat_m[index]++;
 688 }
 689
 690 static void io_u_mark_latency(struct thread_data *td, unsigned long usec)
 691 {
 692         if (usec < 1000)
 693                 io_u_mark_lat_usec(td, usec);
 694         else
 695                 io_u_mark_lat_msec(td, usec / 1000);
 696 }
 697
 698 /*
 699  * Get next file to service by choosing one at random
 700  */
 701 static struct fio_file *get_next_file_rand(struct thread_data *td,
 702                                            enum fio_file_flags goodf,
 703                                            enum fio_file_flags badf)
 704 {
 705         struct fio_file *f;
 706         int fno;
 707
 708         do {
 709                 long r = os_random_long(&td->next_file_state);
 710                 int opened = 0;
 711
 712                 fno = (unsigned int) ((double) td->o.nr_files
 713                         * (r / (OS_RAND_MAX + 1.0)));
 714                 f = td->files[fno];
 715                 if (fio_file_done(f))
 716                         continue;
 717
 718                 if (!fio_file_open(f)) {
 719                         int err;
 720
 721                         err = td_io_open_file(td, f);
 722                         if (err)
 723                                 continue;
 724                         opened = 1;
 725                 }
 726
 727                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf)) {
 728                         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rand: %p\n", f);
 729                         return f;
 730                 }
 731                 if (opened)
 732                         td_io_close_file(td, f);
 733         } while (1);
 734 }
 735
 736 /*
 737  * Get next file to service by doing round robin between all available ones
 738  */
 739 static struct fio_file *get_next_file_rr(struct thread_data *td, int goodf,
 740                                          int badf)
 741 {
 742         unsigned int old_next_file = td->next_file;
 743         struct fio_file *f;
 744
 745         do {
 746                 int opened = 0;
 747
 748                 f = td->files[td->next_file];
 749
 750                 td->next_file++;
 751                 if (td->next_file >= td->o.nr_files)
 752                         td->next_file = 0;
 753
 754                 dprint(FD_FILE, "trying file %s %x\n", f->file_name, f->flags);
 755                 if (fio_file_done(f)) {
 756                         f = NULL;
 757                         continue;
 758                 }
 759
 760                 if (!fio_file_open(f)) {
 761                         int err;
 762
 763                         err = td_io_open_file(td, f);
 764                         if (err) {
 765                                 dprint(FD_FILE, "error %d on open of %s\n",
 766                                         err, f->file_name);
 767                                 f = NULL;
 768                                 continue;
 769                         }
 770                         opened = 1;
 771                 }
 772
 773                 dprint(FD_FILE, "goodf=%x, badf=%x, ff=%x\n", goodf, badf,
 774                                                                 f->flags);
 775                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf))
 776                         break;
 777
 778                 if (opened)
 779                         td_io_close_file(td, f);
 780
 781                 f = NULL;
 782         } while (td->next_file != old_next_file);
 783
 784         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rr: %p\n", f);
 785         return f;
 786 }
 787
 788 static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
 789 {
 790         struct fio_file *f;
 791
 792         assert(td->o.nr_files <= td->files_index);
 793
 794         if (td->nr_done_files >= td->o.nr_files) {
 795                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: nr_open=%d, nr_done=%d,"
 796                                 " nr_files=%d\n", td->nr_open_files,
 797                                                   td->nr_done_files,
 798                                                   td->o.nr_files);
 799                 return NULL;
 800         }
 801
 802         f = td->file_service_file;
 803         if (f && fio_file_open(f) && !fio_file_closing(f)) {
 804                 if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
 805                         goto out;
 806                 if (td->file_service_left--)
 807                         goto out;
 808         }
 809
 810         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RR ||
 811             td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
 812                 f = get_next_file_rr(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
 813         else
 814                 f = get_next_file_rand(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
 815
 816         td->file_service_file = f;
 817         td->file_service_left = td->file_service_nr - 1;
 818 out:
 819         dprint(FD_FILE, "get_next_file: %p [%s]\n", f, f->file_name);
 820         return f;
 821 }
 822
 823 static int set_io_u_file(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 824 {
 825         struct fio_file *f;
 826
 827         do {
 828                 f = get_next_file(td);
 829                 if (!f)
 830                         return 1;
 831
 832                 io_u->file = f;
 833                 get_file(f);
 834
 835                 if (!fill_io_u(td, io_u))
 836                         break;
 837
 838                 put_file_log(td, f);
 839                 td_io_close_file(td, f);
 840                 io_u->file = NULL;
 841                 fio_file_set_done(f);
 842                 td->nr_done_files++;
 843                 dprint(FD_FILE, "%s: is done (%d of %d)\n", f->file_name,
 844                                         td->nr_done_files, td->o.nr_files);
 845         } while (1);
 846
 847         return 0;
 848 }
 849
 850
 851 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
 852 {
 853         struct io_u *io_u = NULL;
 854
 855         td_io_u_lock(td);
 856
 857 again:
 858         if (!flist_empty(&td->io_u_requeues))
 859                 io_u = flist_entry(td->io_u_requeues.next, struct io_u, list);
 860         else if (!queue_full(td)) {
 861                 io_u = flist_entry(td->io_u_freelist.next, struct io_u, list);
 862
 863                 io_u->buflen = 0;
 864                 io_u->resid = 0;
 865                 io_u->file = NULL;
 866                 io_u->end_io = NULL;
 867         }
 868
 869         /*
 870          * We ran out, wait for async verify threads to finish and return one
 871          */
 872         if (!io_u && td->o.verify_async) {
 873                 pthread_cond_wait(&td->free_cond, &td->io_u_lock);
 874                 goto again;
 875         }
 876
 877         if (io_u) {
 878                 assert(io_u->flags & IO_U_F_FREE);
 879                 io_u->flags &= ~(IO_U_F_FREE | IO_U_F_FREE_DEF);
 880
 881                 io_u->error = 0;
 882                 flist_del(&io_u->list);
 883                 flist_add(&io_u->list, &td->io_u_busylist);
 884                 td->cur_depth++;
 885                 io_u->flags |= IO_U_F_IN_CUR_DEPTH;
 886         }
 887
 888         td_io_u_unlock(td);
 889         return io_u;
 890 }
 891
 892 /*
 893  * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
 894  * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped and submitted.
 895  */
 896 struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
 897 {
 898         struct fio_file *f;
 899         struct io_u *io_u;
 900
 901         io_u = __get_io_u(td);
 902         if (!io_u) {
 903                 dprint(FD_IO, "__get_io_u failed\n");
 904                 return NULL;
 905         }
 906
 907         /*
 908          * from a requeue, io_u already setup
 909          */
 910         if (io_u->file)
 911                 goto out;
 912
 913         /*
 914          * If using an iolog, grab next piece if any available.
 915          */
 916         if (td->o.read_iolog_file) {
 917                 if (read_iolog_get(td, io_u))
 918                         goto err_put;
 919         } else if (set_io_u_file(td, io_u)) {
 920                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
 921                 goto err_put;
 922         }
 923
 924         f = io_u->file;
 925         assert(fio_file_open(f));
 926
 927         if (!ddir_sync(io_u->ddir)) {
 928                 if (!io_u->buflen && !(td->io_ops->flags & FIO_NOIO)) {
 929                         dprint(FD_IO, "get_io_u: zero buflen on %p\n", io_u);
 930                         goto err_put;
 931                 }
 932
 933                 f->last_pos = io_u->offset + io_u->buflen;
 934
 935                 if (td->o.verify != VERIFY_NONE && io_u->ddir == DDIR_WRITE)
 936                         populate_verify_io_u(td, io_u);
 937                 else if (td->o.refill_buffers && io_u->ddir == DDIR_WRITE)
 938                         io_u_fill_buffer(td, io_u, io_u->xfer_buflen);
 939         }
 940
 941         /*
 942          * Set io data pointers.
 943          */
 944         io_u->xfer_buf = io_u->buf;
 945         io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
 946
 947 out:
 948         if (!td_io_prep(td, io_u)) {
 949                 if (!td->o.disable_slat)
 950                         fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
 951                 return io_u;
 952         }
 953 err_put:
 954         dprint(FD_IO, "get_io_u failed\n");
 955         put_io_u(td, io_u);
 956         return NULL;
 957 }
 958
 959 void io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 960 {
 961         const char *msg[] = { "read", "write", "sync" };
 962
 963         log_err("fio: io_u error");
 964
 965         if (io_u->file)
 966                 log_err(" on file %s", io_u->file->file_name);
 967
 968         log_err(": %s\n", strerror(io_u->error));
 969
 970         log_err("     %s offset=%llu, buflen=%lu\n", msg[io_u->ddir],
 971                                         io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
 972
 973         if (!td->error)
 974                 td_verror(td, io_u->error, "io_u error");
 975 }
 976
 977 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 978                          struct io_completion_data *icd)
 979 {
 980         /*
 981          * Older gcc's are too dumb to realize that usec is always used
 982          * initialized, silence that warning.
 983          */
 984         unsigned long uninitialized_var(usec);
 985
 986         dprint_io_u(io_u, "io complete");
 987
 988         td_io_u_lock(td);
 989         assert(io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT);
 990         io_u->flags &= ~IO_U_F_FLIGHT;
 991         td_io_u_unlock(td);
 992
 993         if (ddir_sync(io_u->ddir)) {
 994                 td->last_was_sync = 1;
 995                 return;
 996         }
 997
 998         td->last_was_sync = 0;
 999
1000         if (!io_u->error) {
1001                 unsigned int bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
1002                 const enum fio_ddir idx = io_u->ddir;
1003                 const enum fio_ddir odx = io_u->ddir ^ 1;
1004                 int ret;
1005
1006                 td->io_blocks[idx]++;
1007                 td->io_bytes[idx] += bytes;
1008                 td->this_io_bytes[idx] += bytes;
1009
1010                 if (ramp_time_over(td)) {
1011                         unsigned long uninitialized_var(lusec);
1012
1013                         if (!td->o.disable_clat || !td->o.disable_bw)
1014                                 lusec = utime_since(&io_u->issue_time,
1015                                                         &icd->time);
1016
1017                         if (!td->o.disable_clat) {
1018                                 add_clat_sample(td, idx, lusec, bytes);
1019                                 io_u_mark_latency(td, lusec);
1020                         }
1021                         if (!td->o.disable_bw)
1022                                 add_bw_sample(td, idx, bytes, &icd->time);
1023                         if (__should_check_rate(td, idx)) {
1024                                 td->rate_pending_usleep[idx] =
1025                                         ((td->this_io_bytes[idx] *
1026                                           td->rate_nsec_cycle[idx]) / 1000 -
1027                                          utime_since_now(&td->start));
1028                         }
1029                         if (__should_check_rate(td, idx ^ 1))
1030                                 td->rate_pending_usleep[odx] =
1031                                         ((td->this_io_bytes[odx] *
1032                                           td->rate_nsec_cycle[odx]) / 1000 -
1033                                          utime_since_now(&td->start));
1034                 }
1035
1036                 if (td_write(td) && idx == DDIR_WRITE &&
1037                     td->o.do_verify &&
1038                     td->o.verify != VERIFY_NONE)
1039                         log_io_piece(td, io_u);
1040
1041                 icd->bytes_done[idx] += bytes;
1042
1043                 if (io_u->end_io) {
1044                         ret = io_u->end_io(td, io_u);
1045                         if (ret && !icd->error)
1046                                 icd->error = ret;
1047                 }
1048         } else {
1049                 icd->error = io_u->error;
1050                 io_u_log_error(td, io_u);
1051         }
1052         if (td->o.continue_on_error && icd->error &&
1053             td_non_fatal_error(icd->error)) {
1054                 /*
1055                  * If there is a non_fatal error, then add to the error count
1056                  * and clear all the errors.
1057                  */
1058                 update_error_count(td, icd->error);
1059                 td_clear_error(td);
1060                 icd->error = 0;
1061                 io_u->error = 0;
1062         }
1063 }
1064
1065 static void init_icd(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
1066                      int nr)
1067 {
1068         if (!td->o.disable_clat || !td->o.disable_bw)
1069                 fio_gettime(&icd->time, NULL);
1070
1071         icd->nr = nr;
1072
1073         icd->error = 0;
1074         icd->bytes_done[0] = icd->bytes_done[1] = 0;
1075 }
1076
1077 static void ios_completed(struct thread_data *td,
1078                           struct io_completion_data *icd)
1079 {
1080         struct io_u *io_u;
1081         int i;
1082
1083         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
1084                 io_u = td->io_ops->event(td, i);
1085
1086                 io_completed(td, io_u, icd);
1087
1088                 if (!(io_u->flags & IO_U_F_FREE_DEF))
1089                         put_io_u(td, io_u);
1090         }
1091 }
1092
1093 /*
1094  * Complete a single io_u for the sync engines.
1095  */
1096 int io_u_sync_complete(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1097                        unsigned long *bytes)
1098 {
1099         struct io_completion_data icd;
1100
1101         init_icd(td, &icd, 1);
1102         io_completed(td, io_u, &icd);
1103
1104         if (!(io_u->flags & IO_U_F_FREE_DEF))
1105                 put_io_u(td, io_u);
1106
1107         if (icd.error) {
1108                 td_verror(td, icd.error, "io_u_sync_complete");
1109                 return -1;
1110         }
1111
1112         if (bytes) {
1113                 bytes[0] += icd.bytes_done[0];
1114                 bytes[1] += icd.bytes_done[1];
1115         }
1116
1117         return 0;
1118 }
1119
1120 /*
1121  * Called to complete min_events number of io for the async engines.
1122  */
1123 int io_u_queued_complete(struct thread_data *td, int min_evts,
1124                          unsigned long *bytes)
1125 {
1126         struct io_completion_data icd;
1127         struct timespec *tvp = NULL;
1128         int ret;
1129         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0, };
1130
1131         dprint(FD_IO, "io_u_queued_completed: min=%d\n", min_evts);
1132
1133         if (!min_evts)
1134                 tvp = &ts;
1135
1136         ret = td_io_getevents(td, min_evts, td->o.iodepth_batch_complete, tvp);
1137         if (ret < 0) {
1138                 td_verror(td, -ret, "td_io_getevents");
1139                 return ret;
1140         } else if (!ret)
1141                 return ret;
1142
1143         init_icd(td, &icd, ret);
1144         ios_completed(td, &icd);
1145         if (icd.error) {
1146                 td_verror(td, icd.error, "io_u_queued_complete");
1147                 return -1;
1148         }
1149
1150         if (bytes) {
1151                 bytes[0] += icd.bytes_done[0];
1152                 bytes[1] += icd.bytes_done[1];
1153         }
1154
1155         return 0;
1156 }
1157
1158 /*
1159  * Call when io_u is really queued, to update the submission latency.
1160  */
1161 void io_u_queued(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1162 {
1163         if (!td->o.disable_slat) {
1164                 unsigned long slat_time;
1165
1166                 slat_time = utime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time);
1167                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, slat_time, io_u->xfer_buflen);
1168         }
1169 }
1170
1171 /*
1172  * "randomly" fill the buffer contents
1173  */
1174 void io_u_fill_buffer(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1175                       unsigned int max_bs)
1176 {
1177         long *ptr = io_u->buf;
1178
1179         if (!td->o.zero_buffers) {
1180                 while ((void *) ptr - io_u->buf < max_bs) {
1181                         *ptr = rand() * GOLDEN_RATIO_PRIME;
1182                         ptr++;
1183                 }
1184         } else
1185                 memset(ptr, 0, max_bs);
1186 }