[PATCH] Fix stack overflow
[fio.git] / 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 "os.h"
10
11 /*
12  * The ->file_map[] contains a map of blocks we have or have not done io
13  * to yet. Used to make sure we cover the entire range in a fair fashion.
14  */
15 static int random_map_free(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
16                            unsigned long long block)
17 {
18         unsigned int idx = RAND_MAP_IDX(td, f, block);
19         unsigned int bit = RAND_MAP_BIT(td, f, block);
20
21         return (f->file_map[idx] & (1UL << bit)) == 0;
22 }
23
24 /*
25  * Mark a given offset as used in the map.
26  */
27 static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
28                             struct io_u *io_u)
29 {
30         unsigned int min_bs = td->rw_min_bs;
31         unsigned long long block;
32         unsigned int blocks;
33         unsigned int nr_blocks;
34
35         block = io_u->offset / (unsigned long long) min_bs;
36         blocks = 0;
37         nr_blocks = (io_u->buflen + min_bs - 1) / min_bs;
38
39         while (blocks < nr_blocks) {
40                 unsigned int idx, bit;
41
42                 if (!random_map_free(td, f, block))
43                         break;
44
45                 idx = RAND_MAP_IDX(td, f, block);
46                 bit = RAND_MAP_BIT(td, f, block);
47
48                 assert(idx < f->num_maps);
49
50                 f->file_map[idx] |= (1UL << bit);
51                 block++;
52                 blocks++;
53         }
54
55         if ((blocks * min_bs) < io_u->buflen)
56                 io_u->buflen = blocks * min_bs;
57 }
58
59 /*
60  * Return the next free block in the map.
61  */
62 static int get_next_free_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
63                                unsigned long long *b)
64 {
65         int i;
66
67         i = f->last_free_lookup;
68         *b = (i * BLOCKS_PER_MAP);
69         while ((*b) * td->rw_min_bs < f->real_file_size) {
70                 if (f->file_map[i] != -1UL) {
71                         *b += ffz(f->file_map[i]);
72                         f->last_free_lookup = i;
73                         return 0;
74                 }
75
76                 *b += BLOCKS_PER_MAP;
77                 i++;
78         }
79
80         return 1;
81 }
82
83 /*
84  * For random io, generate a random new block and see if it's used. Repeat
85  * until we find a free one. For sequential io, just return the end of
86  * the last io issued.
87  */
88 static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
89                            struct io_u *io_u)
90 {
91         const int ddir = io_u->ddir;
92         unsigned long long b, rb;
93         long r;
94
95         if (!td->sequential) {
96                 unsigned long long max_blocks = f->file_size / td->min_bs[ddir];
97                 int loops = 5;
98
99                 do {
100                         r = os_random_long(&td->random_state);
101                         b = ((max_blocks - 1) * r / (unsigned long long) (RAND_MAX+1.0));
102                         if (td->norandommap)
103                                 break;
104                         rb = b + (f->file_offset / td->min_bs[ddir]);
105                         loops--;
106                 } while (!random_map_free(td, f, rb) && loops);
107
108                 if (!loops) {
109                         if (get_next_free_block(td, f, &b))
110                                 return 1;
111
112                         b += f->file_offset / td->min_bs[ddir];
113                 }
114         } else
115                 b = f->last_pos / td->min_bs[ddir];
116
117         io_u->offset = (b * td->min_bs[ddir]) + f->file_offset;
118         if (io_u->offset > f->real_file_size)
119                 return 1;
120
121         return 0;
122 }
123
124 static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td, int ddir)
125 {
126         unsigned int buflen;
127         long r;
128
129         if (td->min_bs[ddir] == td->max_bs[ddir])
130                 buflen = td->min_bs[ddir];
131         else {
132                 r = os_random_long(&td->bsrange_state);
133                 buflen = (unsigned int) (1 + (double) (td->max_bs[ddir] - 1) * r / (RAND_MAX + 1.0));
134                 if (!td->bs_unaligned)
135                         buflen = (buflen + td->min_bs[ddir] - 1) & ~(td->min_bs[ddir] - 1);
136         }
137
138         if (buflen > td->io_size - td->this_io_bytes[ddir]) {
139                 /*
140                  * if using direct/raw io, we may not be able to
141                  * shrink the size. so just fail it.
142                  */
143                 if (td->io_ops->flags & FIO_RAWIO)
144                         return 0;
145
146                 buflen = td->io_size - td->this_io_bytes[ddir];
147         }
148
149         return buflen;
150 }
151
152 /*
153  * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
154  * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
155  * necessary.
156  */
157 static enum fio_ddir get_rw_ddir(struct thread_data *td)
158 {
159         if (td_rw(td)) {
160                 struct timeval now;
161                 unsigned long elapsed;
162
163                 fio_gettime(&now, NULL);
164                 elapsed = mtime_since_now(&td->rwmix_switch);
165
166                 /*
167                  * Check if it's time to seed a new data direction.
168                  */
169                 if (elapsed >= td->rwmixcycle) {
170                         unsigned int v;
171                         long r;
172
173                         r = os_random_long(&td->rwmix_state);
174                         v = 1 + (int) (100.0 * (r / (RAND_MAX + 1.0)));
175                         if (v < td->rwmixread)
176                                 td->rwmix_ddir = DDIR_READ;
177                         else
178                                 td->rwmix_ddir = DDIR_WRITE;
179                         memcpy(&td->rwmix_switch, &now, sizeof(now));
180                 }
181                 return td->rwmix_ddir;
182         } else if (td_read(td))
183                 return DDIR_READ;
184         else
185                 return DDIR_WRITE;
186 }
187
188 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
189 {
190         io_u->file = NULL;
191         list_del(&io_u->list);
192         list_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
193         td->cur_depth--;
194 }
195
196 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
197                      struct io_u *io_u)
198 {
199         /*
200          * If using an iolog, grab next piece if any available.
201          */
202         if (td->read_iolog)
203                 return read_iolog_get(td, io_u);
204
205         /*
206          * see if it's time to sync
207          */
208         if (td->fsync_blocks && !(td->io_blocks[DDIR_WRITE] % td->fsync_blocks)
209             && should_fsync(td)) {
210                 io_u->ddir = DDIR_SYNC;
211                 io_u->file = f;
212                 return 0;
213         }
214
215         io_u->ddir = get_rw_ddir(td);
216
217         /*
218          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next buflen and
219          * position.
220          */
221         io_u->buflen = get_next_buflen(td, io_u->ddir);
222         if (io_u->buflen) {
223                 if (!get_next_offset(td, f, io_u)) {
224                         /*
225                          * mark entry before potentially trimming io_u
226                          */
227                         if (!td->read_iolog && !td->sequential &&
228                             !td->norandommap)
229                                 mark_random_map(td, f, io_u);
230
231                         /*
232                          * If using a write iolog, store this entry.
233                          */
234                         if (td->write_iolog_file)
235                                 write_iolog_put(td, io_u);
236
237                         io_u->file = f;
238                         return 0;
239                 }
240         }
241
242         return 1;
243 }
244
245 static void io_u_mark_depth(struct thread_data *td)
246 {
247         int index = 0;
248
249         switch (td->cur_depth) {
250         default:
251                 index++;
252         case 32 ... 63:
253                 index++;
254         case 16 ... 31:
255                 index++;
256         case 8 ... 15:
257                 index++;
258         case 4 ... 7:
259                 index++;
260         case 2 ... 3:
261                 index++;
262         case 1:
263                 break;
264         }
265
266         td->io_u_map[index]++;
267         td->total_io_u++;
268 }
269
270 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
271 {
272         struct io_u *io_u = NULL;
273
274         if (!queue_full(td)) {
275                 io_u = list_entry(td->io_u_freelist.next, struct io_u, list);
276
277                 io_u->buflen = 0;
278                 io_u->error = 0;
279                 io_u->resid = 0;
280                 list_del(&io_u->list);
281                 list_add(&io_u->list, &td->io_u_busylist);
282                 td->cur_depth++;
283                 io_u_mark_depth(td);
284         }
285
286         return io_u;
287 }
288
289 /*
290  * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
291  * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped and submitted.
292  */
293 struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
294 {
295         struct io_u *io_u;
296
297         io_u = __get_io_u(td);
298         if (!io_u)
299                 return NULL;
300
301         if (td->zone_bytes >= td->zone_size) {
302                 td->zone_bytes = 0;
303                 f->last_pos += td->zone_skip;
304         }
305
306         if (fill_io_u(td, f, io_u)) {
307                 put_io_u(td, io_u);
308                 return NULL;
309         }
310
311         if (io_u->buflen + io_u->offset > f->real_file_size) {
312                 if (td->io_ops->flags & FIO_RAWIO) {
313                         put_io_u(td, io_u);
314                         return NULL;
315                 }
316
317                 io_u->buflen = f->real_file_size - io_u->offset;
318         }
319
320         if (io_u->ddir != DDIR_SYNC) {
321                 if (!io_u->buflen) {
322                         put_io_u(td, io_u);
323                         return NULL;
324                 }
325
326                 f->last_pos += io_u->buflen;
327
328                 if (td->verify != VERIFY_NONE)
329                         populate_verify_io_u(td, io_u);
330         }
331
332         if (td_io_prep(td, io_u)) {
333                 put_io_u(td, io_u);
334                 return NULL;
335         }
336
337         /*
338          * Set io data pointers.
339          */
340         io_u->xfer_buf = io_u->buf;
341         io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
342
343         fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
344         return io_u;
345 }
346
347 void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
348                   struct io_completion_data *icd)
349 {
350         unsigned long msec;
351
352         if (io_u->ddir == DDIR_SYNC) {
353                 td->last_was_sync = 1;
354                 return;
355         }
356
357         td->last_was_sync = 0;
358
359         if (!io_u->error) {
360                 unsigned int bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
361                 const enum fio_ddir idx = io_u->ddir;
362
363                 td->io_blocks[idx]++;
364                 td->io_bytes[idx] += bytes;
365                 td->zone_bytes += bytes;
366                 td->this_io_bytes[idx] += bytes;
367
368                 io_u->file->last_completed_pos = io_u->offset + io_u->buflen;
369
370                 msec = mtime_since(&io_u->issue_time, &icd->time);
371
372                 add_clat_sample(td, idx, msec);
373                 add_bw_sample(td, idx, &icd->time);
374
375                 if ((td_rw(td) || td_write(td)) && idx == DDIR_WRITE)
376                         log_io_piece(td, io_u);
377
378                 icd->bytes_done[idx] += bytes;
379         } else
380                 icd->error = io_u->error;
381 }
382
383 void ios_completed(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd)
384 {
385         struct io_u *io_u;
386         int i;
387
388         fio_gettime(&icd->time, NULL);
389
390         icd->error = 0;
391         icd->bytes_done[0] = icd->bytes_done[1] = 0;
392
393         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
394                 io_u = td->io_ops->event(td, i);
395
396                 io_completed(td, io_u, icd);
397                 put_io_u(td, io_u);
398         }
399 }