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 unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 235 {
 236         const int ddir = io_u->ddir;
 237         unsigned int uninitialized_var(buflen);
 238         unsigned int minbs, maxbs;
 239         long r;
 240
 241         minbs = td->o.min_bs[ddir];
 242         maxbs = td->o.max_bs[ddir];
 243
 244         if (minbs == maxbs)
 245                 buflen = minbs;
 246         else {
 247                 r = os_random_long(&td->bsrange_state);
 248                 if (!td->o.bssplit_nr[ddir]) {
 249                         buflen = 1 + (unsigned int) ((double) maxbs *
 250                                         (r / (OS_RAND_MAX + 1.0)));
 251                         if (buflen < minbs)
 252                                 buflen = minbs;
 253                 } else {
 254                         long perc = 0;
 255                         unsigned int i;
 256
 257                         for (i = 0; i < td->o.bssplit_nr[ddir]; i++) {
 258                                 struct bssplit *bsp = &td->o.bssplit[ddir][i];
 259
 260                                 buflen = bsp->bs;
 261                                 perc += bsp->perc;
 262                                 if (r <= ((OS_RAND_MAX / 100L) * perc))
 263                                         break;
 264                         }
 265                 }
 266                 if (!td->o.bs_unaligned && is_power_of_2(minbs))
 267                         buflen = (buflen + minbs - 1) & ~(minbs - 1);
 268         }
 269
 270         if (io_u->offset + buflen > io_u->file->real_file_size) {
 271                 dprint(FD_IO, "lower buflen %u -> %u (ddir=%d)\n", buflen,
 272                                                 minbs, ddir);
 273                 buflen = minbs;
 274         }
 275
 276         return buflen;
 277 }
 278
 279 static void set_rwmix_bytes(struct thread_data *td)
 280 {
 281         unsigned int diff;
 282
 283         /*
 284          * we do time or byte based switch. this is needed because
 285          * buffered writes may issue a lot quicker than they complete,
 286          * whereas reads do not.
 287          */
 288         diff = td->o.rwmix[td->rwmix_ddir ^ 1];
 289         td->rwmix_issues = (td->io_issues[td->rwmix_ddir] * diff) / 100;
 290 }
 291
 292 static inline enum fio_ddir get_rand_ddir(struct thread_data *td)
 293 {
 294         unsigned int v;
 295         long r;
 296
 297         r = os_random_long(&td->rwmix_state);
 298         v = 1 + (int) (100.0 * (r / (OS_RAND_MAX + 1.0)));
 299         if (v <= td->o.rwmix[DDIR_READ])
 300                 return DDIR_READ;
 301
 302         return DDIR_WRITE;
 303 }
 304
 305 static enum fio_ddir rate_ddir(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 306 {
 307         enum fio_ddir odir = ddir ^ 1;
 308         struct timeval t;
 309         long usec;
 310
 311         if (td->rate_pending_usleep[ddir] <= 0)
 312                 return ddir;
 313
 314         /*
 315          * We have too much pending sleep in this direction. See if we
 316          * should switch.
 317          */
 318         if (td_rw(td)) {
 319                 /*
 320                  * Other direction does not have too much pending, switch
 321                  */
 322                 if (td->rate_pending_usleep[odir] < 100000)
 323                         return odir;
 324
 325                 /*
 326                  * Both directions have pending sleep. Sleep the minimum time
 327                  * and deduct from both.
 328                  */
 329                 if (td->rate_pending_usleep[ddir] <=
 330                         td->rate_pending_usleep[odir]) {
 331                         usec = td->rate_pending_usleep[ddir];
 332                 } else {
 333                         usec = td->rate_pending_usleep[odir];
 334                         ddir = odir;
 335                 }
 336         } else
 337                 usec = td->rate_pending_usleep[ddir];
 338
 339         fio_gettime(&t, NULL);
 340         usec_sleep(td, usec);
 341         usec = utime_since_now(&t);
 342
 343         td->rate_pending_usleep[ddir] -= usec;
 344
 345         odir = ddir ^ 1;
 346         if (td_rw(td) && __should_check_rate(td, odir))
 347                 td->rate_pending_usleep[odir] -= usec;
 348
 349         return ddir;
 350 }
 351
 352 /*
 353  * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
 354  * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
 355  * necessary.
 356  */
 357 static enum fio_ddir get_rw_ddir(struct thread_data *td)
 358 {
 359         enum fio_ddir ddir;
 360
 361         /*
 362          * see if it's time to fsync
 363          */
 364         if (td->o.fsync_blocks &&
 365            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fsync_blocks) &&
 366              td->io_issues[DDIR_WRITE] && should_fsync(td))
 367                 return DDIR_SYNC;
 368
 369         /*
 370          * see if it's time to fdatasync
 371          */
 372         if (td->o.fdatasync_blocks &&
 373            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fdatasync_blocks) &&
 374              td->io_issues[DDIR_WRITE] && should_fsync(td))
 375                 return DDIR_DATASYNC;
 376
 377         if (td_rw(td)) {
 378                 /*
 379                  * Check if it's time to seed a new data direction.
 380                  */
 381                 if (td->io_issues[td->rwmix_ddir] >= td->rwmix_issues) {
 382                         /*
 383                          * Put a top limit on how many bytes we do for
 384                          * one data direction, to avoid overflowing the
 385                          * ranges too much
 386                          */
 387                         ddir = get_rand_ddir(td);
 388
 389                         if (ddir != td->rwmix_ddir)
 390                                 set_rwmix_bytes(td);
 391
 392                         td->rwmix_ddir = ddir;
 393                 }
 394                 ddir = td->rwmix_ddir;
 395         } else if (td_read(td))
 396                 ddir = DDIR_READ;
 397         else
 398                 ddir = DDIR_WRITE;
 399
 400         td->rwmix_ddir = rate_ddir(td, ddir);
 401         return td->rwmix_ddir;
 402 }
 403
 404 static void put_file_log(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 405 {
 406         int ret = put_file(td, f);
 407
 408         if (ret)
 409                 td_verror(td, ret, "file close");
 410 }
 411
 412 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 413 {
 414         assert((io_u->flags & IO_U_F_FREE) == 0);
 415         io_u->flags |= IO_U_F_FREE;
 416
 417         if (io_u->file)
 418                 put_file_log(td, io_u->file);
 419
 420         io_u->file = NULL;
 421         flist_del(&io_u->list);
 422         flist_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
 423         td->cur_depth--;
 424 }
 425
 426 void clear_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 427 {
 428         io_u->flags &= ~IO_U_F_FLIGHT;
 429         put_io_u(td, io_u);
 430 }
 431
 432 void requeue_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 433 {
 434         struct io_u *__io_u = *io_u;
 435
 436         dprint(FD_IO, "requeue %p\n", __io_u);
 437
 438         __io_u->flags |= IO_U_F_FREE;
 439         if ((__io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT) && !ddir_sync(__io_u->ddir))
 440                 td->io_issues[__io_u->ddir]--;
 441
 442         __io_u->flags &= ~IO_U_F_FLIGHT;
 443
 444         flist_del(&__io_u->list);
 445         flist_add_tail(&__io_u->list, &td->io_u_requeues);
 446         td->cur_depth--;
 447         *io_u = NULL;
 448 }
 449
 450 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 451 {
 452         if (td->io_ops->flags & FIO_NOIO)
 453                 goto out;
 454
 455         io_u->ddir = get_rw_ddir(td);
 456
 457         /*
 458          * fsync() or fdatasync(), we are done
 459          */
 460         if (ddir_sync(io_u->ddir))
 461                 goto out;
 462
 463         /*
 464          * See if it's time to switch to a new zone
 465          */
 466         if (td->zone_bytes >= td->o.zone_size) {
 467                 td->zone_bytes = 0;
 468                 io_u->file->last_pos += td->o.zone_skip;
 469                 td->io_skip_bytes += td->o.zone_skip;
 470         }
 471
 472         /*
 473          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next buflen and
 474          * position.
 475          */
 476         if (get_next_offset(td, io_u)) {
 477                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting offset\n", io_u);
 478                 return 1;
 479         }
 480
 481         io_u->buflen = get_next_buflen(td, io_u);
 482         if (!io_u->buflen) {
 483                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting buflen\n", io_u);
 484                 return 1;
 485         }
 486
 487         if (io_u->offset + io_u->buflen > io_u->file->real_file_size) {
 488                 dprint(FD_IO, "io_u %p, offset too large\n", io_u);
 489                 dprint(FD_IO, "  off=%llu/%lu > %llu\n", io_u->offset,
 490                                 io_u->buflen, io_u->file->real_file_size);
 491                 return 1;
 492         }
 493
 494         /*
 495          * mark entry before potentially trimming io_u
 496          */
 497         if (td_random(td) && file_randommap(td, io_u->file))
 498                 mark_random_map(td, io_u);
 499
 500         /*
 501          * If using a write iolog, store this entry.
 502          */
 503 out:
 504         dprint_io_u(io_u, "fill_io_u");
 505         td->zone_bytes += io_u->buflen;
 506         log_io_u(td, io_u);
 507         return 0;
 508 }
 509
 510 static void __io_u_mark_map(unsigned int *map, unsigned int nr)
 511 {
 512         int index = 0;
 513
 514         switch (nr) {
 515         default:
 516                 index = 6;
 517                 break;
 518         case 33 ... 64:
 519                 index = 5;
 520                 break;
 521         case 17 ... 32:
 522                 index = 4;
 523                 break;
 524         case 9 ... 16:
 525                 index = 3;
 526                 break;
 527         case 5 ... 8:
 528                 index = 2;
 529                 break;
 530         case 1 ... 4:
 531                 index = 1;
 532         case 0:
 533                 break;
 534         }
 535
 536         map[index]++;
 537 }
 538
 539 void io_u_mark_submit(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 540 {
 541         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_submit, nr);
 542         td->ts.total_submit++;
 543 }
 544
 545 void io_u_mark_complete(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 546 {
 547         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_complete, nr);
 548         td->ts.total_complete++;
 549 }
 550
 551 void io_u_mark_depth(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 552 {
 553         int index = 0;
 554
 555         switch (td->cur_depth) {
 556         default:
 557                 index = 6;
 558                 break;
 559         case 32 ... 63:
 560                 index = 5;
 561                 break;
 562         case 16 ... 31:
 563                 index = 4;
 564                 break;
 565         case 8 ... 15:
 566                 index = 3;
 567                 break;
 568         case 4 ... 7:
 569                 index = 2;
 570                 break;
 571         case 2 ... 3:
 572                 index = 1;
 573         case 1:
 574                 break;
 575         }
 576
 577         td->ts.io_u_map[index] += nr;
 578 }
 579
 580 static void io_u_mark_lat_usec(struct thread_data *td, unsigned long usec)
 581 {
 582         int index = 0;
 583
 584         assert(usec < 1000);
 585
 586         switch (usec) {
 587         case 750 ... 999:
 588                 index = 9;
 589                 break;
 590         case 500 ... 749:
 591                 index = 8;
 592                 break;
 593         case 250 ... 499:
 594                 index = 7;
 595                 break;
 596         case 100 ... 249:
 597                 index = 6;
 598                 break;
 599         case 50 ... 99:
 600                 index = 5;
 601                 break;
 602         case 20 ... 49:
 603                 index = 4;
 604                 break;
 605         case 10 ... 19:
 606                 index = 3;
 607                 break;
 608         case 4 ... 9:
 609                 index = 2;
 610                 break;
 611         case 2 ... 3:
 612                 index = 1;
 613         case 0 ... 1:
 614                 break;
 615         }
 616
 617         assert(index < FIO_IO_U_LAT_U_NR);
 618         td->ts.io_u_lat_u[index]++;
 619 }
 620
 621 static void io_u_mark_lat_msec(struct thread_data *td, unsigned long msec)
 622 {
 623         int index = 0;
 624
 625         switch (msec) {
 626         default:
 627                 index = 11;
 628                 break;
 629         case 1000 ... 1999:
 630                 index = 10;
 631                 break;
 632         case 750 ... 999:
 633                 index = 9;
 634                 break;
 635         case 500 ... 749:
 636                 index = 8;
 637                 break;
 638         case 250 ... 499:
 639                 index = 7;
 640                 break;
 641         case 100 ... 249:
 642                 index = 6;
 643                 break;
 644         case 50 ... 99:
 645                 index = 5;
 646                 break;
 647         case 20 ... 49:
 648                 index = 4;
 649                 break;
 650         case 10 ... 19:
 651                 index = 3;
 652                 break;
 653         case 4 ... 9:
 654                 index = 2;
 655                 break;
 656         case 2 ... 3:
 657                 index = 1;
 658         case 0 ... 1:
 659                 break;
 660         }
 661
 662         assert(index < FIO_IO_U_LAT_M_NR);
 663         td->ts.io_u_lat_m[index]++;
 664 }
 665
 666 static void io_u_mark_latency(struct thread_data *td, unsigned long usec)
 667 {
 668         if (usec < 1000)
 669                 io_u_mark_lat_usec(td, usec);
 670         else
 671                 io_u_mark_lat_msec(td, usec / 1000);
 672 }
 673
 674 /*
 675  * Get next file to service by choosing one at random
 676  */
 677 static struct fio_file *get_next_file_rand(struct thread_data *td,
 678                                            enum fio_file_flags goodf,
 679                                            enum fio_file_flags badf)
 680 {
 681         struct fio_file *f;
 682         int fno;
 683
 684         do {
 685                 long r = os_random_long(&td->next_file_state);
 686                 int opened = 0;
 687
 688                 fno = (unsigned int) ((double) td->o.nr_files
 689                         * (r / (OS_RAND_MAX + 1.0)));
 690                 f = td->files[fno];
 691                 if (fio_file_done(f))
 692                         continue;
 693
 694                 if (!fio_file_open(f)) {
 695                         int err;
 696
 697                         err = td_io_open_file(td, f);
 698                         if (err)
 699                                 continue;
 700                         opened = 1;
 701                 }
 702
 703                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf)) {
 704                         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rand: %p\n", f);
 705                         return f;
 706                 }
 707                 if (opened)
 708                         td_io_close_file(td, f);
 709         } while (1);
 710 }
 711
 712 /*
 713  * Get next file to service by doing round robin between all available ones
 714  */
 715 static struct fio_file *get_next_file_rr(struct thread_data *td, int goodf,
 716                                          int badf)
 717 {
 718         unsigned int old_next_file = td->next_file;
 719         struct fio_file *f;
 720
 721         do {
 722                 int opened = 0;
 723
 724                 f = td->files[td->next_file];
 725
 726                 td->next_file++;
 727                 if (td->next_file >= td->o.nr_files)
 728                         td->next_file = 0;
 729
 730                 dprint(FD_FILE, "trying file %s %x\n", f->file_name, f->flags);
 731                 if (fio_file_done(f)) {
 732                         f = NULL;
 733                         continue;
 734                 }
 735
 736                 if (!fio_file_open(f)) {
 737                         int err;
 738
 739                         err = td_io_open_file(td, f);
 740                         if (err) {
 741                                 dprint(FD_FILE, "error %d on open of %s\n",
 742                                         err, f->file_name);
 743                                 f = NULL;
 744                                 continue;
 745                         }
 746                         opened = 1;
 747                 }
 748
 749                 dprint(FD_FILE, "goodf=%x, badf=%x, ff=%x\n", goodf, badf, f->flags);
 750                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf))
 751                         break;
 752
 753                 if (opened)
 754                         td_io_close_file(td, f);
 755
 756                 f = NULL;
 757         } while (td->next_file != old_next_file);
 758
 759         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rr: %p\n", f);
 760         return f;
 761 }
 762
 763 static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
 764 {
 765         struct fio_file *f;
 766
 767         assert(td->o.nr_files <= td->files_index);
 768
 769         if (td->nr_done_files >= td->o.nr_files) {
 770                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: nr_open=%d, nr_done=%d,"
 771                                 " nr_files=%d\n", td->nr_open_files,
 772                                                   td->nr_done_files,
 773                                                   td->o.nr_files);
 774                 return NULL;
 775         }
 776
 777         f = td->file_service_file;
 778         if (f && fio_file_open(f) && !fio_file_closing(f)) {
 779                 if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
 780                         goto out;
 781                 if (td->file_service_left--)
 782                         goto out;
 783         }
 784
 785         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RR ||
 786             td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
 787                 f = get_next_file_rr(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
 788         else
 789                 f = get_next_file_rand(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
 790
 791         td->file_service_file = f;
 792         td->file_service_left = td->file_service_nr - 1;
 793 out:
 794         dprint(FD_FILE, "get_next_file: %p [%s]\n", f, f->file_name);
 795         return f;
 796 }
 797
 798 static int set_io_u_file(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 799 {
 800         struct fio_file *f;
 801
 802         do {
 803                 f = get_next_file(td);
 804                 if (!f)
 805                         return 1;
 806
 807                 io_u->file = f;
 808                 get_file(f);
 809
 810                 if (!fill_io_u(td, io_u))
 811                         break;
 812
 813                 put_file_log(td, f);
 814                 td_io_close_file(td, f);
 815                 io_u->file = NULL;
 816                 fio_file_set_done(f);
 817                 td->nr_done_files++;
 818                 dprint(FD_FILE, "%s: is done (%d of %d)\n", f->file_name, td->nr_done_files, td->o.nr_files);
 819         } while (1);
 820
 821         return 0;
 822 }
 823
 824
 825 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
 826 {
 827         struct io_u *io_u = NULL;
 828
 829         if (!flist_empty(&td->io_u_requeues))
 830                 io_u = flist_entry(td->io_u_requeues.next, struct io_u, list);
 831         else if (!queue_full(td)) {
 832                 io_u = flist_entry(td->io_u_freelist.next, struct io_u, list);
 833
 834                 io_u->buflen = 0;
 835                 io_u->resid = 0;
 836                 io_u->file = NULL;
 837                 io_u->end_io = NULL;
 838         }
 839
 840         if (io_u) {
 841                 assert(io_u->flags & IO_U_F_FREE);
 842                 io_u->flags &= ~IO_U_F_FREE;
 843
 844                 io_u->error = 0;
 845                 flist_del(&io_u->list);
 846                 flist_add(&io_u->list, &td->io_u_busylist);
 847                 td->cur_depth++;
 848         }
 849
 850         return io_u;
 851 }
 852
 853 /*
 854  * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
 855  * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped and submitted.
 856  */
 857 struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
 858 {
 859         struct fio_file *f;
 860         struct io_u *io_u;
 861
 862         io_u = __get_io_u(td);
 863         if (!io_u) {
 864                 dprint(FD_IO, "__get_io_u failed\n");
 865                 return NULL;
 866         }
 867
 868         /*
 869          * from a requeue, io_u already setup
 870          */
 871         if (io_u->file)
 872                 goto out;
 873
 874         /*
 875          * If using an iolog, grab next piece if any available.
 876          */
 877         if (td->o.read_iolog_file) {
 878                 if (read_iolog_get(td, io_u))
 879                         goto err_put;
 880         } else if (set_io_u_file(td, io_u)) {
 881                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
 882                 goto err_put;
 883         }
 884
 885         f = io_u->file;
 886         assert(fio_file_open(f));
 887
 888         if (!ddir_sync(io_u->ddir)) {
 889                 if (!io_u->buflen && !(td->io_ops->flags & FIO_NOIO)) {
 890                         dprint(FD_IO, "get_io_u: zero buflen on %p\n", io_u);
 891                         goto err_put;
 892                 }
 893
 894                 f->last_pos = io_u->offset + io_u->buflen;
 895
 896                 if (td->o.verify != VERIFY_NONE && io_u->ddir == DDIR_WRITE)
 897                         populate_verify_io_u(td, io_u);
 898                 else if (td->o.refill_buffers && io_u->ddir == DDIR_WRITE)
 899                         io_u_fill_buffer(td, io_u, io_u->xfer_buflen);
 900         }
 901
 902         /*
 903          * Set io data pointers.
 904          */
 905         io_u->xfer_buf = io_u->buf;
 906         io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
 907
 908 out:
 909         if (!td_io_prep(td, io_u)) {
 910                 if (!td->o.disable_slat)
 911                         fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
 912                 return io_u;
 913         }
 914 err_put:
 915         dprint(FD_IO, "get_io_u failed\n");
 916         put_io_u(td, io_u);
 917         return NULL;
 918 }
 919
 920 void io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 921 {
 922         const char *msg[] = { "read", "write", "sync" };
 923
 924         log_err("fio: io_u error");
 925
 926         if (io_u->file)
 927                 log_err(" on file %s", io_u->file->file_name);
 928
 929         log_err(": %s\n", strerror(io_u->error));
 930
 931         log_err("     %s offset=%llu, buflen=%lu\n", msg[io_u->ddir],
 932                                         io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
 933
 934         if (!td->error)
 935                 td_verror(td, io_u->error, "io_u error");
 936 }
 937
 938 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 939                          struct io_completion_data *icd)
 940 {
 941         /*
 942          * Older gcc's are too dumb to realize that usec is always used
 943          * initialized, silence that warning.
 944          */
 945         unsigned long uninitialized_var(usec);
 946
 947         dprint_io_u(io_u, "io complete");
 948
 949         assert(io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT);
 950         io_u->flags &= ~IO_U_F_FLIGHT;
 951
 952         if (ddir_sync(io_u->ddir)) {
 953                 td->last_was_sync = 1;
 954                 return;
 955         }
 956
 957         td->last_was_sync = 0;
 958
 959         if (!io_u->error) {
 960                 unsigned int bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
 961                 const enum fio_ddir idx = io_u->ddir;
 962                 int ret;
 963
 964                 td->io_blocks[idx]++;
 965                 td->io_bytes[idx] += bytes;
 966                 td->this_io_bytes[idx] += bytes;
 967
 968                 if (ramp_time_over(td)) {
 969                         unsigned long uninitialized_var(lusec);
 970                         unsigned long uninitialized_var(rusec);
 971
 972                         if (!td->o.disable_clat || !td->o.disable_bw)
 973                                 lusec = utime_since(&io_u->issue_time,
 974                                                         &icd->time);
 975                         if (__should_check_rate(td, idx) ||
 976                             __should_check_rate(td, idx ^ 1))
 977                                 rusec = utime_since(&io_u->start_time,
 978                                                         &icd->time);
 979
 980                         if (!td->o.disable_clat) {
 981                                 add_clat_sample(td, idx, usec, bytes);
 982                                 io_u_mark_latency(td, lusec);
 983                         }
 984                         if (!td->o.disable_bw)
 985                                 add_bw_sample(td, idx, bytes, &icd->time);
 986                         if (__should_check_rate(td, idx)) {
 987                                 td->rate_pending_usleep[idx] +=
 988                                         (long) td->rate_usec_cycle[idx] - rusec;
 989                         }
 990                         if (__should_check_rate(td, idx ^ 1))
 991                                 td->rate_pending_usleep[idx ^ 1] -= rusec;
 992                 }
 993
 994                 if (td_write(td) && idx == DDIR_WRITE &&
 995                     td->o.do_verify &&
 996                     td->o.verify != VERIFY_NONE)
 997                         log_io_piece(td, io_u);
 998
 999                 icd->bytes_done[idx] += bytes;
1000
1001                 if (io_u->end_io) {
1002                         ret = io_u->end_io(td, io_u);
1003                         if (ret && !icd->error)
1004                                 icd->error = ret;
1005                 }
1006         } else {
1007                 icd->error = io_u->error;
1008                 io_u_log_error(td, io_u);
1009         }
1010         if (td->o.continue_on_error && icd->error &&
1011             td_non_fatal_error(icd->error)) {
1012                 /*
1013                  * If there is a non_fatal error, then add to the error count
1014                  * and clear all the errors.
1015                  */
1016                 update_error_count(td, icd->error);
1017                 td_clear_error(td);
1018                 icd->error = 0;
1019                 io_u->error = 0;
1020         }
1021 }
1022
1023 static void init_icd(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
1024                      int nr)
1025 {
1026         if (!td->o.disable_clat || !td->o.disable_bw)
1027                 fio_gettime(&icd->time, NULL);
1028
1029         icd->nr = nr;
1030
1031         icd->error = 0;
1032         icd->bytes_done[0] = icd->bytes_done[1] = 0;
1033 }
1034
1035 static void ios_completed(struct thread_data *td,
1036                           struct io_completion_data *icd)
1037 {
1038         struct io_u *io_u;
1039         int i;
1040
1041         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
1042                 io_u = td->io_ops->event(td, i);
1043
1044                 io_completed(td, io_u, icd);
1045                 put_io_u(td, io_u);
1046         }
1047 }
1048
1049 /*
1050  * Complete a single io_u for the sync engines.
1051  */
1052 int io_u_sync_complete(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1053                        unsigned long *bytes)
1054 {
1055         struct io_completion_data icd;
1056
1057         init_icd(td, &icd, 1);
1058         io_completed(td, io_u, &icd);
1059         put_io_u(td, io_u);
1060
1061         if (icd.error) {
1062                 td_verror(td, icd.error, "io_u_sync_complete");
1063                 return -1;
1064         }
1065
1066         if (bytes) {
1067                 bytes[0] += icd.bytes_done[0];
1068                 bytes[1] += icd.bytes_done[1];
1069         }
1070
1071         return 0;
1072 }
1073
1074 /*
1075  * Called to complete min_events number of io for the async engines.
1076  */
1077 int io_u_queued_complete(struct thread_data *td, int min_evts,
1078                          unsigned long *bytes)
1079 {
1080         struct io_completion_data icd;
1081         struct timespec *tvp = NULL;
1082         int ret;
1083         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0, };
1084
1085         dprint(FD_IO, "io_u_queued_completed: min=%d\n", min_evts);
1086
1087         if (!min_evts)
1088                 tvp = &ts;
1089
1090         ret = td_io_getevents(td, min_evts, td->o.iodepth_batch_complete, tvp);
1091         if (ret < 0) {
1092                 td_verror(td, -ret, "td_io_getevents");
1093                 return ret;
1094         } else if (!ret)
1095                 return ret;
1096
1097         init_icd(td, &icd, ret);
1098         ios_completed(td, &icd);
1099         if (icd.error) {
1100                 td_verror(td, icd.error, "io_u_queued_complete");
1101                 return -1;
1102         }
1103
1104         if (bytes) {
1105                 bytes[0] += icd.bytes_done[0];
1106                 bytes[1] += icd.bytes_done[1];
1107         }
1108
1109         return 0;
1110 }
1111
1112 /*
1113  * Call when io_u is really queued, to update the submission latency.
1114  */
1115 void io_u_queued(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1116 {
1117         if (!td->o.disable_slat) {
1118                 unsigned long slat_time;
1119
1120                 slat_time = utime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time);
1121                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, slat_time, io_u->xfer_buflen);
1122         }
1123 }
1124
1125 /*
1126  * "randomly" fill the buffer contents
1127  */
1128 void io_u_fill_buffer(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1129                       unsigned int max_bs)
1130 {
1131         long *ptr = io_u->buf;
1132
1133         if (!td->o.zero_buffers) {
1134                 while ((void *) ptr - io_u->buf < max_bs) {
1135                         *ptr = rand() * GOLDEN_RATIO_PRIME;
1136                         ptr++;
1137                 }
1138         } else
1139                 memset(ptr, 0, max_bs);
1140 }