io_u.c

   1 #include <unistd.h>
   2 #include <string.h>
   3 #include <assert.h>
   4
   5 #include "fio.h"
   6 #include "verify.h"
   7 #include "trim.h"
   8 #include "lib/rand.h"
   9 #include "lib/axmap.h"
  10 #include "err.h"
  11 #include "lib/pow2.h"
  12 #include "minmax.h"
  13 #include "zbd.h"
  14
  15 struct io_completion_data {
  16         int nr;                         /* input */
  17
  18         int error;                      /* output */
  19         uint64_t bytes_done[DDIR_RWDIR_CNT];    /* output */
  20         struct timespec time;           /* output */
  21 };
  22
  23 /*
  24  * The ->io_axmap contains a map of blocks we have or have not done io
  25  * to yet. Used to make sure we cover the entire range in a fair fashion.
  26  */
  27 static bool random_map_free(struct fio_file *f, const uint64_t block)
  28 {
  29         return !axmap_isset(f->io_axmap, block);
  30 }
  31
  32 /*
  33  * Mark a given offset as used in the map.
  34  */
  35 static uint64_t mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
  36                                 uint64_t offset, uint64_t buflen)
  37 {
  38         unsigned long long min_bs = td->o.min_bs[io_u->ddir];
  39         struct fio_file *f = io_u->file;
  40         unsigned long long nr_blocks;
  41         uint64_t block;
  42
  43         block = (offset - f->file_offset) / (uint64_t) min_bs;
  44         nr_blocks = (buflen + min_bs - 1) / min_bs;
  45         assert(nr_blocks > 0);
  46
  47         if (!(io_u->flags & IO_U_F_BUSY_OK)) {
  48                 nr_blocks = axmap_set_nr(f->io_axmap, block, nr_blocks);
  49                 assert(nr_blocks > 0);
  50         }
  51
  52         if ((nr_blocks * min_bs) < buflen)
  53                 buflen = nr_blocks * min_bs;
  54
  55         return buflen;
  56 }
  57
  58 static uint64_t last_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  59                            enum fio_ddir ddir)
  60 {
  61         uint64_t max_blocks;
  62         uint64_t max_size;
  63
  64         assert(ddir_rw(ddir));
  65
  66         /*
  67          * Hmm, should we make sure that ->io_size <= ->real_file_size?
  68          * -> not for now since there is code assuming it could go either.
  69          */
  70         max_size = f->io_size;
  71         if (max_size > f->real_file_size)
  72                 max_size = f->real_file_size;
  73
  74         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_STRIDED && td->o.zone_range)
  75                 max_size = td->o.zone_range;
  76
  77         if (td->o.min_bs[ddir] > td->o.ba[ddir])
  78                 max_size -= td->o.min_bs[ddir] - td->o.ba[ddir];
  79
  80         max_blocks = max_size / (uint64_t) td->o.ba[ddir];
  81         if (!max_blocks)
  82                 return 0;
  83
  84         return max_blocks;
  85 }
  86
  87 static int __get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  88                                   enum fio_ddir ddir, uint64_t *b,
  89                                   uint64_t lastb)
  90 {
  91         uint64_t r;
  92
  93         if (td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE ||
  94             td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE64) {
  95
  96                 r = __rand(&td->random_state);
  97
  98                 dprint(FD_RANDOM, "off rand %llu\n", (unsigned long long) r);
  99
 100                 *b = lastb * (r / (rand_max(&td->random_state) + 1.0));
 101         } else {
 102                 uint64_t off = 0;
 103
 104                 assert(fio_file_lfsr(f));
 105
 106                 if (lfsr_next(&f->lfsr, &off))
 107                         return 1;
 108
 109                 *b = off;
 110         }
 111
 112         /*
 113          * if we are not maintaining a random map, we are done.
 114          */
 115         if (!file_randommap(td, f))
 116                 goto ret;
 117
 118         /*
 119          * calculate map offset and check if it's free
 120          */
 121         if (random_map_free(f, *b))
 122                 goto ret;
 123
 124         dprint(FD_RANDOM, "get_next_rand_offset: offset %llu busy\n",
 125                                                 (unsigned long long) *b);
 126
 127         *b = axmap_next_free(f->io_axmap, *b);
 128         if (*b == (uint64_t) -1ULL)
 129                 return 1;
 130 ret:
 131         return 0;
 132 }
 133
 134 static int __get_next_rand_offset_zipf(struct thread_data *td,
 135                                        struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 136                                        uint64_t *b)
 137 {
 138         *b = zipf_next(&f->zipf);
 139         return 0;
 140 }
 141
 142 static int __get_next_rand_offset_pareto(struct thread_data *td,
 143                                          struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 144                                          uint64_t *b)
 145 {
 146         *b = pareto_next(&f->zipf);
 147         return 0;
 148 }
 149
 150 static int __get_next_rand_offset_gauss(struct thread_data *td,
 151                                         struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 152                                         uint64_t *b)
 153 {
 154         *b = gauss_next(&f->gauss);
 155         return 0;
 156 }
 157
 158 static int __get_next_rand_offset_zoned_abs(struct thread_data *td,
 159                                             struct fio_file *f,
 160                                             enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 161 {
 162         struct zone_split_index *zsi;
 163         uint64_t lastb, send, stotal;
 164         unsigned int v;
 165
 166         lastb = last_block(td, f, ddir);
 167         if (!lastb)
 168                 return 1;
 169
 170         if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
 171 bail:
 172                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 173         }
 174
 175         /*
 176          * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
 177          */
 178         v = rand_between(&td->zone_state, 1, 100);
 179
 180         /*
 181          * Find our generated table. 'send' is the end block of this zone,
 182          * 'stotal' is our start offset.
 183          */
 184         zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
 185         stotal = zsi->size_prev / td->o.ba[ddir];
 186         send = zsi->size / td->o.ba[ddir];
 187
 188         /*
 189          * Should never happen
 190          */
 191         if (send == -1U) {
 192                 if (!fio_did_warn(FIO_WARN_ZONED_BUG))
 193                         log_err("fio: bug in zoned generation\n");
 194                 goto bail;
 195         } else if (send > lastb) {
 196                 /*
 197                  * This happens if the user specifies ranges that exceed
 198                  * the file/device size. We can't handle that gracefully,
 199                  * so error and exit.
 200                  */
 201                 log_err("fio: zoned_abs sizes exceed file size\n");
 202                 return 1;
 203         }
 204
 205         /*
 206          * Generate index from 0..send-stotal
 207          */
 208         if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, send - stotal) == 1)
 209                 return 1;
 210
 211         *b += stotal;
 212         return 0;
 213 }
 214
 215 static int __get_next_rand_offset_zoned(struct thread_data *td,
 216                                         struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 217                                         uint64_t *b)
 218 {
 219         unsigned int v, send, stotal;
 220         uint64_t offset, lastb;
 221         struct zone_split_index *zsi;
 222
 223         lastb = last_block(td, f, ddir);
 224         if (!lastb)
 225                 return 1;
 226
 227         if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
 228 bail:
 229                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 230         }
 231
 232         /*
 233          * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
 234          */
 235         v = rand_between(&td->zone_state, 1, 100);
 236
 237         zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
 238         stotal = zsi->size_perc_prev;
 239         send = zsi->size_perc;
 240
 241         /*
 242          * Should never happen
 243          */
 244         if (send == -1U) {
 245                 if (!fio_did_warn(FIO_WARN_ZONED_BUG))
 246                         log_err("fio: bug in zoned generation\n");
 247                 goto bail;
 248         }
 249
 250         /*
 251          * 'send' is some percentage below or equal to 100 that
 252          * marks the end of the current IO range. 'stotal' marks
 253          * the start, in percent.
 254          */
 255         if (stotal)
 256                 offset = stotal * lastb / 100ULL;
 257         else
 258                 offset = 0;
 259
 260         lastb = lastb * (send - stotal) / 100ULL;
 261
 262         /*
 263          * Generate index from 0..send-of-lastb
 264          */
 265         if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb) == 1)
 266                 return 1;
 267
 268         /*
 269          * Add our start offset, if any
 270          */
 271         if (offset)
 272                 *b += offset;
 273
 274         return 0;
 275 }
 276
 277 static int get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 278                                 enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 279 {
 280         if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_RANDOM) {
 281                 uint64_t lastb;
 282
 283                 lastb = last_block(td, f, ddir);
 284                 if (!lastb)
 285                         return 1;
 286
 287                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 288         } else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZIPF)
 289                 return __get_next_rand_offset_zipf(td, f, ddir, b);
 290         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_PARETO)
 291                 return __get_next_rand_offset_pareto(td, f, ddir, b);
 292         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_GAUSS)
 293                 return __get_next_rand_offset_gauss(td, f, ddir, b);
 294         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED)
 295                 return __get_next_rand_offset_zoned(td, f, ddir, b);
 296         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED_ABS)
 297                 return __get_next_rand_offset_zoned_abs(td, f, ddir, b);
 298
 299         log_err("fio: unknown random distribution: %d\n", td->o.random_distribution);
 300         return 1;
 301 }
 302
 303 static bool should_do_random(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 304 {
 305         unsigned int v;
 306
 307         if (td->o.perc_rand[ddir] == 100)
 308                 return true;
 309
 310         v = rand_between(&td->seq_rand_state[ddir], 1, 100);
 311
 312         return v <= td->o.perc_rand[ddir];
 313 }
 314
 315 static void loop_cache_invalidate(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 316 {
 317         struct thread_options *o = &td->o;
 318
 319         if (o->invalidate_cache && !o->odirect) {
 320                 int fio_unused ret;
 321
 322                 ret = file_invalidate_cache(td, f);
 323         }
 324 }
 325
 326 static int get_next_rand_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 327                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 328 {
 329         if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
 330                 return 0;
 331
 332         if (td->o.time_based ||
 333             (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)) {
 334                 fio_file_reset(td, f);
 335                 loop_cache_invalidate(td, f);
 336                 if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
 337                         return 0;
 338         }
 339
 340         dprint(FD_IO, "%s: rand offset failed, last=%llu, size=%llu\n",
 341                         f->file_name, (unsigned long long) f->last_pos[ddir],
 342                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 343         return 1;
 344 }
 345
 346 static int get_next_seq_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 347                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *offset)
 348 {
 349         struct thread_options *o = &td->o;
 350
 351         assert(ddir_rw(ddir));
 352
 353         /*
 354          * If we reach the end for a time based run, reset us back to 0
 355          * and invalidate the cache, if we need to.
 356          */
 357         if (f->last_pos[ddir] >= f->io_size + get_start_offset(td, f) &&
 358             o->time_based) {
 359                 f->last_pos[ddir] = f->file_offset;
 360                 loop_cache_invalidate(td, f);
 361         }
 362
 363         if (f->last_pos[ddir] < f->real_file_size) {
 364                 uint64_t pos;
 365
 366                 /*
 367                  * Only rewind if we already hit the end
 368                  */
 369                 if (f->last_pos[ddir] == f->file_offset &&
 370                     f->file_offset && o->ddir_seq_add < 0) {
 371                         if (f->real_file_size > f->io_size)
 372                                 f->last_pos[ddir] = f->io_size;
 373                         else
 374                                 f->last_pos[ddir] = f->real_file_size;
 375                 }
 376
 377                 pos = f->last_pos[ddir] - f->file_offset;
 378                 if (pos && o->ddir_seq_add) {
 379                         pos += o->ddir_seq_add;
 380
 381                         /*
 382                          * If we reach beyond the end of the file
 383                          * with holed IO, wrap around to the
 384                          * beginning again. If we're doing backwards IO,
 385                          * wrap to the end.
 386                          */
 387                         if (pos >= f->real_file_size) {
 388                                 if (o->ddir_seq_add > 0)
 389                                         pos = f->file_offset;
 390                                 else {
 391                                         if (f->real_file_size > f->io_size)
 392                                                 pos = f->io_size;
 393                                         else
 394                                                 pos = f->real_file_size;
 395
 396                                         pos += o->ddir_seq_add;
 397                                 }
 398                         }
 399                 }
 400
 401                 *offset = pos;
 402                 return 0;
 403         }
 404
 405         return 1;
 406 }
 407
 408 static int get_next_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 409                           enum fio_ddir ddir, int rw_seq,
 410                           bool *is_random)
 411 {
 412         struct fio_file *f = io_u->file;
 413         uint64_t b, offset;
 414         int ret;
 415
 416         assert(ddir_rw(ddir));
 417
 418         b = offset = -1ULL;
 419
 420         if (rw_seq) {
 421                 if (td_random(td)) {
 422                         if (should_do_random(td, ddir)) {
 423                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 424                                 *is_random = true;
 425                         } else {
 426                                 *is_random = false;
 427                                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 428                                 ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 429                                 if (ret)
 430                                         ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 431                         }
 432                 } else {
 433                         *is_random = false;
 434                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 435                 }
 436         } else {
 437                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 438                 *is_random = false;
 439
 440                 if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_SEQ) {
 441                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 442                         if (ret) {
 443                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 444                                 *is_random = false;
 445                         }
 446                 } else if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_IDENT) {
 447                         if (f->last_start[ddir] != -1ULL)
 448                                 offset = f->last_start[ddir] - f->file_offset;
 449                         else
 450                                 offset = 0;
 451                         ret = 0;
 452                 } else {
 453                         log_err("fio: unknown rw_seq=%d\n", td->o.rw_seq);
 454                         ret = 1;
 455                 }
 456         }
 457
 458         if (!ret) {
 459                 if (offset != -1ULL)
 460                         io_u->offset = offset;
 461                 else if (b != -1ULL)
 462                         io_u->offset = b * td->o.ba[ddir];
 463                 else {
 464                         log_err("fio: bug in offset generation: offset=%llu, b=%llu\n", (unsigned long long) offset, (unsigned long long) b);
 465                         ret = 1;
 466                 }
 467                 io_u->verify_offset = io_u->offset;
 468         }
 469
 470         return ret;
 471 }
 472
 473 /*
 474  * For random io, generate a random new block and see if it's used. Repeat
 475  * until we find a free one. For sequential io, just return the end of
 476  * the last io issued.
 477  */
 478 static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 479                            bool *is_random)
 480 {
 481         struct fio_file *f = io_u->file;
 482         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
 483         int rw_seq_hit = 0;
 484
 485         assert(ddir_rw(ddir));
 486
 487         if (td->o.ddir_seq_nr && !--td->ddir_seq_nr) {
 488                 rw_seq_hit = 1;
 489                 td->ddir_seq_nr = td->o.ddir_seq_nr;
 490         }
 491
 492         if (get_next_block(td, io_u, ddir, rw_seq_hit, is_random))
 493                 return 1;
 494
 495         if (io_u->offset >= f->io_size) {
 496                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= io_size %llu\n",
 497                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 498                                         (unsigned long long) f->io_size);
 499                 return 1;
 500         }
 501
 502         io_u->offset += f->file_offset;
 503         if (io_u->offset >= f->real_file_size) {
 504                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= size %llu\n",
 505                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 506                                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 507                 return 1;
 508         }
 509
 510         io_u->verify_offset = io_u->offset;
 511         return 0;
 512 }
 513
 514 static inline bool io_u_fits(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 515                              unsigned long long buflen)
 516 {
 517         struct fio_file *f = io_u->file;
 518
 519         return io_u->offset + buflen <= f->io_size + get_start_offset(td, f);
 520 }
 521
 522 static unsigned long long get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 523                                     bool is_random)
 524 {
 525         int ddir = io_u->ddir;
 526         unsigned long long buflen = 0;
 527         unsigned long long minbs, maxbs;
 528         uint64_t frand_max, r;
 529         bool power_2;
 530
 531         assert(ddir_rw(ddir));
 532
 533         if (td->o.bs_is_seq_rand)
 534                 ddir = is_random ? DDIR_WRITE : DDIR_READ;
 535
 536         minbs = td->o.min_bs[ddir];
 537         maxbs = td->o.max_bs[ddir];
 538
 539         if (minbs == maxbs)
 540                 return minbs;
 541
 542         /*
 543          * If we can't satisfy the min block size from here, then fail
 544          */
 545         if (!io_u_fits(td, io_u, minbs))
 546                 return 0;
 547
 548         frand_max = rand_max(&td->bsrange_state[ddir]);
 549         do {
 550                 r = __rand(&td->bsrange_state[ddir]);
 551
 552                 if (!td->o.bssplit_nr[ddir]) {
 553                         buflen = minbs + (unsigned long long) ((double) maxbs *
 554                                         (r / (frand_max + 1.0)));
 555                 } else {
 556                         long long perc = 0;
 557                         unsigned int i;
 558
 559                         for (i = 0; i < td->o.bssplit_nr[ddir]; i++) {
 560                                 struct bssplit *bsp = &td->o.bssplit[ddir][i];
 561
 562                                 if (!bsp->perc)
 563                                         continue;
 564                                 buflen = bsp->bs;
 565                                 perc += bsp->perc;
 566                                 if ((r / perc <= frand_max / 100ULL) &&
 567                                     io_u_fits(td, io_u, buflen))
 568                                         break;
 569                         }
 570                 }
 571
 572                 power_2 = is_power_of_2(minbs);
 573                 if (!td->o.bs_unaligned && power_2)
 574                         buflen &= ~(minbs - 1);
 575                 else if (!td->o.bs_unaligned && !power_2)
 576                         buflen -= buflen % minbs;
 577                 if (buflen > maxbs)
 578                         buflen = maxbs;
 579         } while (!io_u_fits(td, io_u, buflen));
 580
 581         return buflen;
 582 }
 583
 584 static void set_rwmix_bytes(struct thread_data *td)
 585 {
 586         unsigned int diff;
 587
 588         /*
 589          * we do time or byte based switch. this is needed because
 590          * buffered writes may issue a lot quicker than they complete,
 591          * whereas reads do not.
 592          */
 593         diff = td->o.rwmix[td->rwmix_ddir ^ 1];
 594         td->rwmix_issues = (td->io_issues[td->rwmix_ddir] * diff) / 100;
 595 }
 596
 597 static inline enum fio_ddir get_rand_ddir(struct thread_data *td)
 598 {
 599         unsigned int v;
 600
 601         v = rand_between(&td->rwmix_state, 1, 100);
 602
 603         if (v <= td->o.rwmix[DDIR_READ])
 604                 return DDIR_READ;
 605
 606         return DDIR_WRITE;
 607 }
 608
 609 int io_u_quiesce(struct thread_data *td)
 610 {
 611         int ret = 0, completed = 0, err = 0;
 612
 613         /*
 614          * We are going to sleep, ensure that we flush anything pending as
 615          * not to skew our latency numbers.
 616          *
 617          * Changed to only monitor 'in flight' requests here instead of the
 618          * td->cur_depth, b/c td->cur_depth does not accurately represent
 619          * io's that have been actually submitted to an async engine,
 620          * and cur_depth is meaningless for sync engines.
 621          */
 622         if (td->io_u_queued || td->cur_depth)
 623                 td_io_commit(td);
 624
 625         while (td->io_u_in_flight) {
 626                 ret = io_u_queued_complete(td, 1);
 627                 if (ret > 0)
 628                         completed += ret;
 629                 else if (ret < 0)
 630                         err = ret;
 631         }
 632
 633         if (td->flags & TD_F_REGROW_LOGS)
 634                 regrow_logs(td);
 635
 636         if (completed)
 637                 return completed;
 638
 639         return err;
 640 }
 641
 642 static enum fio_ddir rate_ddir(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 643 {
 644         enum fio_ddir odir = ddir ^ 1;
 645         uint64_t usec;
 646         uint64_t now;
 647
 648         assert(ddir_rw(ddir));
 649         now = utime_since_now(&td->epoch);
 650
 651         /*
 652          * if rate_next_io_time is in the past, need to catch up to rate
 653          */
 654         if (td->rate_next_io_time[ddir] <= now)
 655                 return ddir;
 656
 657         /*
 658          * We are ahead of rate in this direction. See if we
 659          * should switch.
 660          */
 661         if (td_rw(td) && td->o.rwmix[odir]) {
 662                 /*
 663                  * Other direction is behind rate, switch
 664                  */
 665                 if (td->rate_next_io_time[odir] <= now)
 666                         return odir;
 667
 668                 /*
 669                  * Both directions are ahead of rate. sleep the min,
 670                  * switch if necessary
 671                  */
 672                 if (td->rate_next_io_time[ddir] <=
 673                     td->rate_next_io_time[odir]) {
 674                         usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 675                 } else {
 676                         usec = td->rate_next_io_time[odir] - now;
 677                         ddir = odir;
 678                 }
 679         } else
 680                 usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 681
 682         if (td->o.io_submit_mode == IO_MODE_INLINE)
 683                 io_u_quiesce(td);
 684
 685         if (td->o.timeout && ((usec + now) > td->o.timeout)) {
 686                 /*
 687                  * check if the usec is capable of taking negative values
 688                  */
 689                 if (now > td->o.timeout) {
 690                         ddir = DDIR_INVAL;
 691                         return ddir;
 692                 }
 693                 usec = td->o.timeout - now;
 694         }
 695         usec_sleep(td, usec);
 696
 697         now = utime_since_now(&td->epoch);
 698         if ((td->o.timeout && (now > td->o.timeout)) || td->terminate)
 699                 ddir = DDIR_INVAL;
 700
 701         return ddir;
 702 }
 703
 704 /*
 705  * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
 706  * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
 707  * necessary.
 708  */
 709 static enum fio_ddir get_rw_ddir(struct thread_data *td)
 710 {
 711         enum fio_ddir ddir;
 712
 713         /*
 714          * See if it's time to fsync/fdatasync/sync_file_range first,
 715          * and if not then move on to check regular I/Os.
 716          */
 717         if (should_fsync(td)) {
 718                 if (td->o.fsync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 719                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fsync_blocks))
 720                         return DDIR_SYNC;
 721
 722                 if (td->o.fdatasync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 723                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fdatasync_blocks))
 724                         return DDIR_DATASYNC;
 725
 726                 if (td->sync_file_range_nr && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 727                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->sync_file_range_nr))
 728                         return DDIR_SYNC_FILE_RANGE;
 729         }
 730
 731         if (td_rw(td)) {
 732                 /*
 733                  * Check if it's time to seed a new data direction.
 734                  */
 735                 if (td->io_issues[td->rwmix_ddir] >= td->rwmix_issues) {
 736                         /*
 737                          * Put a top limit on how many bytes we do for
 738                          * one data direction, to avoid overflowing the
 739                          * ranges too much
 740                          */
 741                         ddir = get_rand_ddir(td);
 742
 743                         if (ddir != td->rwmix_ddir)
 744                                 set_rwmix_bytes(td);
 745
 746                         td->rwmix_ddir = ddir;
 747                 }
 748                 ddir = td->rwmix_ddir;
 749         } else if (td_read(td))
 750                 ddir = DDIR_READ;
 751         else if (td_write(td))
 752                 ddir = DDIR_WRITE;
 753         else if (td_trim(td))
 754                 ddir = DDIR_TRIM;
 755         else
 756                 ddir = DDIR_INVAL;
 757
 758         td->rwmix_ddir = rate_ddir(td, ddir);
 759         return td->rwmix_ddir;
 760 }
 761
 762 static void set_rw_ddir(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 763 {
 764         enum fio_ddir ddir = get_rw_ddir(td);
 765
 766         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_ZBD)
 767                 ddir = zbd_adjust_ddir(td, io_u, ddir);
 768
 769         if (td_trimwrite(td)) {
 770                 struct fio_file *f = io_u->file;
 771                 if (f->last_pos[DDIR_WRITE] == f->last_pos[DDIR_TRIM])
 772                         ddir = DDIR_TRIM;
 773                 else
 774                         ddir = DDIR_WRITE;
 775         }
 776
 777         io_u->ddir = io_u->acct_ddir = ddir;
 778
 779         if (io_u->ddir == DDIR_WRITE && td_ioengine_flagged(td, FIO_BARRIER) &&
 780             td->o.barrier_blocks &&
 781            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.barrier_blocks) &&
 782              td->io_issues[DDIR_WRITE])
 783                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BARRIER);
 784 }
 785
 786 void put_file_log(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 787 {
 788         unsigned int ret = put_file(td, f);
 789
 790         if (ret)
 791                 td_verror(td, ret, "file close");
 792 }
 793
 794 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 795 {
 796         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
 797
 798         zbd_put_io_u(td, io_u);
 799
 800         if (td->parent)
 801                 td = td->parent;
 802
 803         if (needs_lock)
 804                 __td_io_u_lock(td);
 805
 806         if (io_u->file && !(io_u->flags & IO_U_F_NO_FILE_PUT))
 807                 put_file_log(td, io_u->file);
 808
 809         io_u->file = NULL;
 810         io_u_set(td, io_u, IO_U_F_FREE);
 811
 812         if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 813                 td->cur_depth--;
 814                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 815         }
 816         io_u_qpush(&td->io_u_freelist, io_u);
 817         td_io_u_free_notify(td);
 818
 819         if (needs_lock)
 820                 __td_io_u_unlock(td);
 821 }
 822
 823 void clear_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 824 {
 825         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 826         put_io_u(td, io_u);
 827 }
 828
 829 void requeue_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 830 {
 831         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
 832         struct io_u *__io_u = *io_u;
 833         enum fio_ddir ddir = acct_ddir(__io_u);
 834
 835         dprint(FD_IO, "requeue %p\n", __io_u);
 836
 837         if (td->parent)
 838                 td = td->parent;
 839
 840         if (needs_lock)
 841                 __td_io_u_lock(td);
 842
 843         io_u_set(td, __io_u, IO_U_F_FREE);
 844         if ((__io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT) && ddir_rw(ddir))
 845                 td->io_issues[ddir]--;
 846
 847         io_u_clear(td, __io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 848         if (__io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 849                 td->cur_depth--;
 850                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 851         }
 852
 853         io_u_rpush(&td->io_u_requeues, __io_u);
 854         td_io_u_free_notify(td);
 855
 856         if (needs_lock)
 857                 __td_io_u_unlock(td);
 858
 859         *io_u = NULL;
 860 }
 861
 862 static void setup_strided_zone_mode(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 863 {
 864         struct fio_file *f = io_u->file;
 865
 866         assert(td->o.zone_mode == ZONE_MODE_STRIDED);
 867         assert(td->o.zone_size);
 868         assert(td->o.zone_range);
 869
 870         /*
 871          * See if it's time to switch to a new zone
 872          */
 873         if (td->zone_bytes >= td->o.zone_size) {
 874                 td->zone_bytes = 0;
 875                 f->file_offset += td->o.zone_range + td->o.zone_skip;
 876
 877                 /*
 878                  * Wrap from the beginning, if we exceed the file size
 879                  */
 880                 if (f->file_offset >= f->real_file_size)
 881                         f->file_offset = get_start_offset(td, f);
 882
 883                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
 884                 td->io_skip_bytes += td->o.zone_skip;
 885         }
 886
 887         /*
 888          * If zone_size > zone_range, then maintain the same zone until
 889          * zone_bytes >= zone_size.
 890          */
 891         if (f->last_pos[io_u->ddir] >= (f->file_offset + td->o.zone_range)) {
 892                 dprint(FD_IO, "io_u maintain zone offset=%" PRIu64 "/last_pos=%" PRIu64 "\n",
 893                                 f->file_offset, f->last_pos[io_u->ddir]);
 894                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
 895         }
 896
 897         /*
 898          * For random: if 'norandommap' is not set and zone_size > zone_range,
 899          * map needs to be reset as it's done with zone_range everytime.
 900          */
 901         if ((td->zone_bytes % td->o.zone_range) == 0)
 902                 fio_file_reset(td, f);
 903 }
 904
 905 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 906 {
 907         bool is_random;
 908         uint64_t offset;
 909         enum io_u_action ret;
 910
 911         if (td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO))
 912                 goto out;
 913
 914         set_rw_ddir(td, io_u);
 915
 916         if (io_u->ddir == DDIR_INVAL) {
 917                 dprint(FD_IO, "invalid direction received ddir = %d", io_u->ddir);
 918                 return 1;
 919         }
 920         /*
 921          * fsync() or fdatasync() or trim etc, we are done
 922          */
 923         if (!ddir_rw(io_u->ddir))
 924                 goto out;
 925
 926         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_STRIDED)
 927                 setup_strided_zone_mode(td, io_u);
 928         else if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_ZBD)
 929                 setup_zbd_zone_mode(td, io_u);
 930
 931         /*
 932          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next buflen and
 933          * position.
 934          */
 935         if (get_next_offset(td, io_u, &is_random)) {
 936                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting offset\n", io_u);
 937                 return 1;
 938         }
 939
 940         io_u->buflen = get_next_buflen(td, io_u, is_random);
 941         if (!io_u->buflen) {
 942                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting buflen\n", io_u);
 943                 return 1;
 944         }
 945
 946         offset = io_u->offset;
 947         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_ZBD) {
 948                 ret = zbd_adjust_block(td, io_u);
 949                 if (ret == io_u_eof)
 950                         return 1;
 951         }
 952
 953         if (io_u->offset + io_u->buflen > io_u->file->real_file_size) {
 954                 dprint(FD_IO, "io_u %p, off=0x%llx + len=0x%llx exceeds file size=0x%llx\n",
 955                         io_u,
 956                         (unsigned long long) io_u->offset, io_u->buflen,
 957                         (unsigned long long) io_u->file->real_file_size);
 958                 return 1;
 959         }
 960
 961         /*
 962          * mark entry before potentially trimming io_u
 963          */
 964         if (td_random(td) && file_randommap(td, io_u->file))
 965                 io_u->buflen = mark_random_map(td, io_u, offset, io_u->buflen);
 966
 967 out:
 968         dprint_io_u(io_u, "fill");
 969         io_u->verify_offset = io_u->offset;
 970         td->zone_bytes += io_u->buflen;
 971         return 0;
 972 }
 973
 974 static void __io_u_mark_map(uint64_t *map, unsigned int nr)
 975 {
 976         int idx = 0;
 977
 978         switch (nr) {
 979         default:
 980                 idx = 6;
 981                 break;
 982         case 33 ... 64:
 983                 idx = 5;
 984                 break;
 985         case 17 ... 32:
 986                 idx = 4;
 987                 break;
 988         case 9 ... 16:
 989                 idx = 3;
 990                 break;
 991         case 5 ... 8:
 992                 idx = 2;
 993                 break;
 994         case 1 ... 4:
 995                 idx = 1;
 996                 fallthrough;
 997         case 0:
 998                 break;
 999         }
1000
1001         map[idx]++;
1002 }
1003
1004 void io_u_mark_submit(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1005 {
1006         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_submit, nr);
1007         td->ts.total_submit++;
1008 }
1009
1010 void io_u_mark_complete(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1011 {
1012         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_complete, nr);
1013         td->ts.total_complete++;
1014 }
1015
1016 void io_u_mark_depth(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1017 {
1018         int idx = 0;
1019
1020         switch (td->cur_depth) {
1021         default:
1022                 idx = 6;
1023                 break;
1024         case 32 ... 63:
1025                 idx = 5;
1026                 break;
1027         case 16 ... 31:
1028                 idx = 4;
1029                 break;
1030         case 8 ... 15:
1031                 idx = 3;
1032                 break;
1033         case 4 ... 7:
1034                 idx = 2;
1035                 break;
1036         case 2 ... 3:
1037                 idx = 1;
1038                 fallthrough;
1039         case 1:
1040                 break;
1041         }
1042
1043         td->ts.io_u_map[idx] += nr;
1044 }
1045
1046 static void io_u_mark_lat_nsec(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1047 {
1048         int idx = 0;
1049
1050         assert(nsec < 1000);
1051
1052         switch (nsec) {
1053         case 750 ... 999:
1054                 idx = 9;
1055                 break;
1056         case 500 ... 749:
1057                 idx = 8;
1058                 break;
1059         case 250 ... 499:
1060                 idx = 7;
1061                 break;
1062         case 100 ... 249:
1063                 idx = 6;
1064                 break;
1065         case 50 ... 99:
1066                 idx = 5;
1067                 break;
1068         case 20 ... 49:
1069                 idx = 4;
1070                 break;
1071         case 10 ... 19:
1072                 idx = 3;
1073                 break;
1074         case 4 ... 9:
1075                 idx = 2;
1076                 break;
1077         case 2 ... 3:
1078                 idx = 1;
1079                 fallthrough;
1080         case 0 ... 1:
1081                 break;
1082         }
1083
1084         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_N_NR);
1085         td->ts.io_u_lat_n[idx]++;
1086 }
1087
1088 static void io_u_mark_lat_usec(struct thread_data *td, unsigned long long usec)
1089 {
1090         int idx = 0;
1091
1092         assert(usec < 1000 && usec >= 1);
1093
1094         switch (usec) {
1095         case 750 ... 999:
1096                 idx = 9;
1097                 break;
1098         case 500 ... 749:
1099                 idx = 8;
1100                 break;
1101         case 250 ... 499:
1102                 idx = 7;
1103                 break;
1104         case 100 ... 249:
1105                 idx = 6;
1106                 break;
1107         case 50 ... 99:
1108                 idx = 5;
1109                 break;
1110         case 20 ... 49:
1111                 idx = 4;
1112                 break;
1113         case 10 ... 19:
1114                 idx = 3;
1115                 break;
1116         case 4 ... 9:
1117                 idx = 2;
1118                 break;
1119         case 2 ... 3:
1120                 idx = 1;
1121                 fallthrough;
1122         case 0 ... 1:
1123                 break;
1124         }
1125
1126         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_U_NR);
1127         td->ts.io_u_lat_u[idx]++;
1128 }
1129
1130 static void io_u_mark_lat_msec(struct thread_data *td, unsigned long long msec)
1131 {
1132         int idx = 0;
1133
1134         assert(msec >= 1);
1135
1136         switch (msec) {
1137         default:
1138                 idx = 11;
1139                 break;
1140         case 1000 ... 1999:
1141                 idx = 10;
1142                 break;
1143         case 750 ... 999:
1144                 idx = 9;
1145                 break;
1146         case 500 ... 749:
1147                 idx = 8;
1148                 break;
1149         case 250 ... 499:
1150                 idx = 7;
1151                 break;
1152         case 100 ... 249:
1153                 idx = 6;
1154                 break;
1155         case 50 ... 99:
1156                 idx = 5;
1157                 break;
1158         case 20 ... 49:
1159                 idx = 4;
1160                 break;
1161         case 10 ... 19:
1162                 idx = 3;
1163                 break;
1164         case 4 ... 9:
1165                 idx = 2;
1166                 break;
1167         case 2 ... 3:
1168                 idx = 1;
1169                 fallthrough;
1170         case 0 ... 1:
1171                 break;
1172         }
1173
1174         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_M_NR);
1175         td->ts.io_u_lat_m[idx]++;
1176 }
1177
1178 static void io_u_mark_latency(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1179 {
1180         if (nsec < 1000)
1181                 io_u_mark_lat_nsec(td, nsec);
1182         else if (nsec < 1000000)
1183                 io_u_mark_lat_usec(td, nsec / 1000);
1184         else
1185                 io_u_mark_lat_msec(td, nsec / 1000000);
1186 }
1187
1188 static unsigned int __get_next_fileno_rand(struct thread_data *td)
1189 {
1190         unsigned long fileno;
1191
1192         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RANDOM) {
1193                 uint64_t frand_max = rand_max(&td->next_file_state);
1194                 unsigned long r;
1195
1196                 r = __rand(&td->next_file_state);
1197                 return (unsigned int) ((double) td->o.nr_files
1198                                 * (r / (frand_max + 1.0)));
1199         }
1200
1201         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_ZIPF)
1202                 fileno = zipf_next(&td->next_file_zipf);
1203         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_PARETO)
1204                 fileno = pareto_next(&td->next_file_zipf);
1205         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_GAUSS)
1206                 fileno = gauss_next(&td->next_file_gauss);
1207         else {
1208                 log_err("fio: bad file service type: %d\n", td->o.file_service_type);
1209                 assert(0);
1210                 return 0;
1211         }
1212
1213         return fileno >> FIO_FSERVICE_SHIFT;
1214 }
1215
1216 /*
1217  * Get next file to service by choosing one at random
1218  */
1219 static struct fio_file *get_next_file_rand(struct thread_data *td,
1220                                            enum fio_file_flags goodf,
1221                                            enum fio_file_flags badf)
1222 {
1223         struct fio_file *f;
1224         int fno;
1225
1226         do {
1227                 int opened = 0;
1228
1229                 fno = __get_next_fileno_rand(td);
1230
1231                 f = td->files[fno];
1232                 if (fio_file_done(f))
1233                         continue;
1234
1235                 if (!fio_file_open(f)) {
1236                         int err;
1237
1238                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1239                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1240
1241                         err = td_io_open_file(td, f);
1242                         if (err)
1243                                 continue;
1244                         opened = 1;
1245                 }
1246
1247                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf)) {
1248                         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rand: %p\n", f);
1249                         return f;
1250                 }
1251                 if (opened)
1252                         td_io_close_file(td, f);
1253         } while (1);
1254 }
1255
1256 /*
1257  * Get next file to service by doing round robin between all available ones
1258  */
1259 static struct fio_file *get_next_file_rr(struct thread_data *td, int goodf,
1260                                          int badf)
1261 {
1262         unsigned int old_next_file = td->next_file;
1263         struct fio_file *f;
1264
1265         do {
1266                 int opened = 0;
1267
1268                 f = td->files[td->next_file];
1269
1270                 td->next_file++;
1271                 if (td->next_file >= td->o.nr_files)
1272                         td->next_file = 0;
1273
1274                 dprint(FD_FILE, "trying file %s %x\n", f->file_name, f->flags);
1275                 if (fio_file_done(f)) {
1276                         f = NULL;
1277                         continue;
1278                 }
1279
1280                 if (!fio_file_open(f)) {
1281                         int err;
1282
1283                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1284                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1285
1286                         err = td_io_open_file(td, f);
1287                         if (err) {
1288                                 dprint(FD_FILE, "error %d on open of %s\n",
1289                                         err, f->file_name);
1290                                 f = NULL;
1291                                 continue;
1292                         }
1293                         opened = 1;
1294                 }
1295
1296                 dprint(FD_FILE, "goodf=%x, badf=%x, ff=%x\n", goodf, badf,
1297                                                                 f->flags);
1298                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf))
1299                         break;
1300
1301                 if (opened)
1302                         td_io_close_file(td, f);
1303
1304                 f = NULL;
1305         } while (td->next_file != old_next_file);
1306
1307         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rr: %p\n", f);
1308         return f;
1309 }
1310
1311 static struct fio_file *__get_next_file(struct thread_data *td)
1312 {
1313         struct fio_file *f;
1314
1315         assert(td->o.nr_files <= td->files_index);
1316
1317         if (td->nr_done_files >= td->o.nr_files) {
1318                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: nr_open=%d, nr_done=%d,"
1319                                 " nr_files=%d\n", td->nr_open_files,
1320                                                   td->nr_done_files,
1321                                                   td->o.nr_files);
1322                 return NULL;
1323         }
1324
1325         f = td->file_service_file;
1326         if (f && fio_file_open(f) && !fio_file_closing(f)) {
1327                 if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1328                         goto out;
1329                 if (td->file_service_left) {
1330                   td->file_service_left--;
1331                   goto out;
1332                 }
1333         }
1334
1335         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RR ||
1336             td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1337                 f = get_next_file_rr(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1338         else
1339                 f = get_next_file_rand(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1340
1341         if (IS_ERR(f))
1342                 return f;
1343
1344         td->file_service_file = f;
1345         td->file_service_left = td->file_service_nr - 1;
1346 out:
1347         if (f)
1348                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: %p [%s]\n", f, f->file_name);
1349         else
1350                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: NULL\n");
1351         return f;
1352 }
1353
1354 static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
1355 {
1356         return __get_next_file(td);
1357 }
1358
1359 static long set_io_u_file(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1360 {
1361         struct fio_file *f;
1362
1363         do {
1364                 f = get_next_file(td);
1365                 if (IS_ERR_OR_NULL(f))
1366                         return PTR_ERR(f);
1367
1368                 io_u->file = f;
1369                 get_file(f);
1370
1371                 if (!fill_io_u(td, io_u))
1372                         break;
1373
1374                 zbd_put_io_u(td, io_u);
1375
1376                 put_file_log(td, f);
1377                 td_io_close_file(td, f);
1378                 io_u->file = NULL;
1379                 if (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)
1380                         fio_file_reset(td, f);
1381                 else {
1382                         fio_file_set_done(f);
1383                         td->nr_done_files++;
1384                         dprint(FD_FILE, "%s: is done (%d of %d)\n", f->file_name,
1385                                         td->nr_done_files, td->o.nr_files);
1386                 }
1387         } while (1);
1388
1389         return 0;
1390 }
1391
1392 static void lat_fatal(struct thread_data *td, struct io_u *io_u, struct io_completion_data *icd,
1393                       unsigned long long tnsec, unsigned long long max_nsec)
1394 {
1395         if (!td->error) {
1396                 log_err("fio: latency of %llu nsec exceeds specified max (%llu nsec): %s %s %llu %llu\n",
1397                                         tnsec, max_nsec,
1398                                         io_u->file->file_name,
1399                                         io_ddir_name(io_u->ddir),
1400                                         io_u->offset, io_u->buflen);
1401         }
1402         td_verror(td, ETIMEDOUT, "max latency exceeded");
1403         icd->error = ETIMEDOUT;
1404 }
1405
1406 static void lat_new_cycle(struct thread_data *td)
1407 {
1408         fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1409         td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1410         td->latency_failed = 0;
1411 }
1412
1413 /*
1414  * We had an IO outside the latency target. Reduce the queue depth. If we
1415  * are at QD=1, then it's time to give up.
1416  */
1417 static bool __lat_target_failed(struct thread_data *td)
1418 {
1419         if (td->latency_qd == 1)
1420                 return true;
1421
1422         td->latency_qd_high = td->latency_qd;
1423
1424         if (td->latency_qd == td->latency_qd_low)
1425                 td->latency_qd_low--;
1426
1427         td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_low) / 2;
1428         td->latency_stable_count = 0;
1429
1430         dprint(FD_RATE, "Ramped down: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1431
1432         /*
1433          * When we ramp QD down, quiesce existing IO to prevent
1434          * a storm of ramp downs due to pending higher depth.
1435          */
1436         io_u_quiesce(td);
1437         lat_new_cycle(td);
1438         return false;
1439 }
1440
1441 static bool lat_target_failed(struct thread_data *td)
1442 {
1443         if (td->o.latency_percentile.u.f == 100.0)
1444                 return __lat_target_failed(td);
1445
1446         td->latency_failed++;
1447         return false;
1448 }
1449
1450 void lat_target_init(struct thread_data *td)
1451 {
1452         td->latency_end_run = 0;
1453
1454         if (td->o.latency_target) {
1455                 dprint(FD_RATE, "Latency target=%llu\n", td->o.latency_target);
1456                 fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1457                 td->latency_qd = 1;
1458                 td->latency_qd_high = td->o.iodepth;
1459                 td->latency_qd_low = 1;
1460                 td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1461         } else
1462                 td->latency_qd = td->o.iodepth;
1463 }
1464
1465 void lat_target_reset(struct thread_data *td)
1466 {
1467         if (!td->latency_end_run)
1468                 lat_target_init(td);
1469 }
1470
1471 static void lat_target_success(struct thread_data *td)
1472 {
1473         const unsigned int qd = td->latency_qd;
1474         struct thread_options *o = &td->o;
1475
1476         td->latency_qd_low = td->latency_qd;
1477
1478         if (td->latency_qd + 1 == td->latency_qd_high) {
1479                 /*
1480                  * latency_qd will not incease on lat_target_success(), so
1481                  * called stable. If we stick with this queue depth, the
1482                  * final latency is likely lower than latency_target. Fix
1483                  * this by increasing latency_qd_high slowly. Use a naive
1484                  * heuristic here. If we get lat_target_success() 3 times
1485                  * in a row, increase latency_qd_high by 1.
1486                  */
1487                 if (++td->latency_stable_count >= 3) {
1488                         td->latency_qd_high++;
1489                         td->latency_stable_count = 0;
1490                 }
1491         }
1492
1493         /*
1494          * If we haven't failed yet, we double up to a failing value instead
1495          * of bisecting from highest possible queue depth. If we have set
1496          * a limit other than td->o.iodepth, bisect between that.
1497          */
1498         if (td->latency_qd_high != o->iodepth)
1499                 td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_high) / 2;
1500         else
1501                 td->latency_qd *= 2;
1502
1503         if (td->latency_qd > o->iodepth)
1504                 td->latency_qd = o->iodepth;
1505
1506         dprint(FD_RATE, "Ramped up: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1507
1508         /*
1509          * Same as last one, we are done. Let it run a latency cycle, so
1510          * we get only the results from the targeted depth.
1511          */
1512         if (!o->latency_run && td->latency_qd == qd) {
1513                 if (td->latency_end_run) {
1514                         dprint(FD_RATE, "We are done\n");
1515                         td->done = 1;
1516                 } else {
1517                         dprint(FD_RATE, "Quiesce and final run\n");
1518                         io_u_quiesce(td);
1519                         td->latency_end_run = 1;
1520                         reset_all_stats(td);
1521                         reset_io_stats(td);
1522                 }
1523         }
1524
1525         lat_new_cycle(td);
1526 }
1527
1528 /*
1529  * Check if we can bump the queue depth
1530  */
1531 void lat_target_check(struct thread_data *td)
1532 {
1533         uint64_t usec_window;
1534         uint64_t ios;
1535         double success_ios;
1536
1537         usec_window = utime_since_now(&td->latency_ts);
1538         if (usec_window < td->o.latency_window)
1539                 return;
1540
1541         ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks) - td->latency_ios;
1542         success_ios = (double) (ios - td->latency_failed) / (double) ios;
1543         success_ios *= 100.0;
1544
1545         dprint(FD_RATE, "Success rate: %.2f%% (target %.2f%%)\n", success_ios, td->o.latency_percentile.u.f);
1546
1547         if (success_ios >= td->o.latency_percentile.u.f)
1548                 lat_target_success(td);
1549         else
1550                 __lat_target_failed(td);
1551 }
1552
1553 /*
1554  * If latency target is enabled, we might be ramping up or down and not
1555  * using the full queue depth available.
1556  */
1557 bool queue_full(const struct thread_data *td)
1558 {
1559         const int qempty = io_u_qempty(&td->io_u_freelist);
1560
1561         if (qempty)
1562                 return true;
1563         if (!td->o.latency_target)
1564                 return false;
1565
1566         return td->cur_depth >= td->latency_qd;
1567 }
1568
1569 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
1570 {
1571         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
1572         struct io_u *io_u = NULL;
1573         int ret;
1574
1575         if (td->stop_io)
1576                 return NULL;
1577
1578         if (needs_lock)
1579                 __td_io_u_lock(td);
1580
1581 again:
1582         if (!io_u_rempty(&td->io_u_requeues)) {
1583                 io_u = io_u_rpop(&td->io_u_requeues);
1584                 io_u->resid = 0;
1585         } else if (!queue_full(td)) {
1586                 io_u = io_u_qpop(&td->io_u_freelist);
1587
1588                 io_u->file = NULL;
1589                 io_u->buflen = 0;
1590                 io_u->resid = 0;
1591                 io_u->end_io = NULL;
1592         }
1593
1594         if (io_u) {
1595                 assert(io_u->flags & IO_U_F_FREE);
1596                 io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FREE | IO_U_F_NO_FILE_PUT |
1597                                  IO_U_F_TRIMMED | IO_U_F_BARRIER |
1598                                  IO_U_F_VER_LIST | IO_U_F_HIGH_PRIO);
1599
1600                 io_u->error = 0;
1601                 io_u->acct_ddir = -1;
1602                 td->cur_depth++;
1603                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1604                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_IN_CUR_DEPTH);
1605                 io_u->ipo = NULL;
1606         } else if (td_async_processing(td)) {
1607                 /*
1608                  * We ran out, wait for async verify threads to finish and
1609                  * return one
1610                  */
1611                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1612                 ret = pthread_cond_wait(&td->free_cond, &td->io_u_lock);
1613                 assert(ret == 0);
1614                 if (!td->error)
1615                         goto again;
1616         }
1617
1618         if (needs_lock)
1619                 __td_io_u_unlock(td);
1620
1621         return io_u;
1622 }
1623
1624 static bool check_get_trim(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1625 {
1626         if (!(td->flags & TD_F_TRIM_BACKLOG))
1627                 return false;
1628         if (!td->trim_entries)
1629                 return false;
1630
1631         if (td->trim_batch) {
1632                 td->trim_batch--;
1633                 if (get_next_trim(td, io_u))
1634                         return true;
1635         } else if (!(td->io_hist_len % td->o.trim_backlog) &&
1636                      td->last_ddir != DDIR_READ) {
1637                 td->trim_batch = td->o.trim_batch;
1638                 if (!td->trim_batch)
1639                         td->trim_batch = td->o.trim_backlog;
1640                 if (get_next_trim(td, io_u))
1641                         return true;
1642         }
1643
1644         return false;
1645 }
1646
1647 static bool check_get_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1648 {
1649         if (!(td->flags & TD_F_VER_BACKLOG))
1650                 return false;
1651
1652         if (td->io_hist_len) {
1653                 int get_verify = 0;
1654
1655                 if (td->verify_batch)
1656                         get_verify = 1;
1657                 else if (!(td->io_hist_len % td->o.verify_backlog) &&
1658                          td->last_ddir != DDIR_READ) {
1659                         td->verify_batch = td->o.verify_batch;
1660                         if (!td->verify_batch)
1661                                 td->verify_batch = td->o.verify_backlog;
1662                         get_verify = 1;
1663                 }
1664
1665                 if (get_verify && !get_next_verify(td, io_u)) {
1666                         td->verify_batch--;
1667                         return true;
1668                 }
1669         }
1670
1671         return false;
1672 }
1673
1674 /*
1675  * Fill offset and start time into the buffer content, to prevent too
1676  * easy compressible data for simple de-dupe attempts. Do this for every
1677  * 512b block in the range, since that should be the smallest block size
1678  * we can expect from a device.
1679  */
1680 static void small_content_scramble(struct io_u *io_u)
1681 {
1682         unsigned long long i, nr_blocks = io_u->buflen >> 9;
1683         unsigned int offset;
1684         uint64_t boffset, *iptr;
1685         char *p;
1686
1687         if (!nr_blocks)
1688                 return;
1689
1690         p = io_u->xfer_buf;
1691         boffset = io_u->offset;
1692
1693         if (io_u->buf_filled_len)
1694                 io_u->buf_filled_len = 0;
1695
1696         /*
1697          * Generate random index between 0..7. We do chunks of 512b, if
1698          * we assume a cacheline is 64 bytes, then we have 8 of those.
1699          * Scramble content within the blocks in the same cacheline to
1700          * speed things up.
1701          */
1702         offset = (io_u->start_time.tv_nsec ^ boffset) & 7;
1703
1704         for (i = 0; i < nr_blocks; i++) {
1705                 /*
1706                  * Fill offset into start of cacheline, time into end
1707                  * of cacheline
1708                  */
1709                 iptr = (void *) p + (offset << 6);
1710                 *iptr = boffset;
1711
1712                 iptr = (void *) p + 64 - 2 * sizeof(uint64_t);
1713                 iptr[0] = io_u->start_time.tv_sec;
1714                 iptr[1] = io_u->start_time.tv_nsec;
1715
1716                 p += 512;
1717                 boffset += 512;
1718         }
1719 }
1720
1721 /*
1722  * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
1723  * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped, populated and submitted.
1724  */
1725 struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
1726 {
1727         struct fio_file *f;
1728         struct io_u *io_u;
1729         int do_scramble = 0;
1730         long ret = 0;
1731
1732         io_u = __get_io_u(td);
1733         if (!io_u) {
1734                 dprint(FD_IO, "__get_io_u failed\n");
1735                 return NULL;
1736         }
1737
1738         if (check_get_verify(td, io_u))
1739                 goto out;
1740         if (check_get_trim(td, io_u))
1741                 goto out;
1742
1743         /*
1744          * from a requeue, io_u already setup
1745          */
1746         if (io_u->file)
1747                 goto out;
1748
1749         /*
1750          * If using an iolog, grab next piece if any available.
1751          */
1752         if (td->flags & TD_F_READ_IOLOG) {
1753                 if (read_iolog_get(td, io_u))
1754                         goto err_put;
1755         } else if (set_io_u_file(td, io_u)) {
1756                 ret = -EBUSY;
1757                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1758                 goto err_put;
1759         }
1760
1761         f = io_u->file;
1762         if (!f) {
1763                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1764                 goto err_put;
1765         }
1766
1767         assert(fio_file_open(f));
1768
1769         if (ddir_rw(io_u->ddir)) {
1770                 if (!io_u->buflen && !td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO)) {
1771                         dprint(FD_IO, "get_io_u: zero buflen on %p\n", io_u);
1772                         goto err_put;
1773                 }
1774
1775                 f->last_start[io_u->ddir] = io_u->offset;
1776                 f->last_pos[io_u->ddir] = io_u->offset + io_u->buflen;
1777
1778                 if (io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
1779                         if (td->flags & TD_F_REFILL_BUFFERS) {
1780                                 io_u_fill_buffer(td, io_u,
1781                                         td->o.min_bs[DDIR_WRITE],
1782                                         io_u->buflen);
1783                         } else if ((td->flags & TD_F_SCRAMBLE_BUFFERS) &&
1784                                    !(td->flags & TD_F_COMPRESS) &&
1785                                    !(td->flags & TD_F_DO_VERIFY))
1786                                 do_scramble = 1;
1787                 } else if (io_u->ddir == DDIR_READ) {
1788                         /*
1789                          * Reset the buf_filled parameters so next time if the
1790                          * buffer is used for writes it is refilled.
1791                          */
1792                         io_u->buf_filled_len = 0;
1793                 }
1794         }
1795
1796         /*
1797          * Set io data pointers.
1798          */
1799         io_u->xfer_buf = io_u->buf;
1800         io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
1801
1802         /*
1803          * Remember the issuing context priority. The IO engine may change this.
1804          */
1805         io_u->ioprio = td->ioprio;
1806 out:
1807         assert(io_u->file);
1808         if (!td_io_prep(td, io_u)) {
1809                 if (!td->o.disable_lat)
1810                         fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
1811
1812                 if (do_scramble)
1813                         small_content_scramble(io_u);
1814
1815                 return io_u;
1816         }
1817 err_put:
1818         dprint(FD_IO, "get_io_u failed\n");
1819         put_io_u(td, io_u);
1820         return ERR_PTR(ret);
1821 }
1822
1823 static void __io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1824 {
1825         enum error_type_bit eb = td_error_type(io_u->ddir, io_u->error);
1826
1827         if (td_non_fatal_error(td, eb, io_u->error) && !td->o.error_dump)
1828                 return;
1829
1830         log_err("fio: io_u error%s%s: %s: %s offset=%llu, buflen=%llu\n",
1831                 io_u->file ? " on file " : "",
1832                 io_u->file ? io_u->file->file_name : "",
1833                 strerror(io_u->error),
1834                 io_ddir_name(io_u->ddir),
1835                 io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
1836
1837         if (td->io_ops->errdetails) {
1838                 char *err = td->io_ops->errdetails(io_u);
1839
1840                 log_err("fio: %s\n", err);
1841                 free(err);
1842         }
1843
1844         if (!td->error)
1845                 td_verror(td, io_u->error, "io_u error");
1846 }
1847
1848 void io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1849 {
1850         __io_u_log_error(td, io_u);
1851         if (td->parent)
1852                 __io_u_log_error(td->parent, io_u);
1853 }
1854
1855 static inline bool gtod_reduce(struct thread_data *td)
1856 {
1857         return (td->o.disable_clat && td->o.disable_slat && td->o.disable_bw)
1858                         || td->o.gtod_reduce;
1859 }
1860
1861 static void trim_block_info(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1862 {
1863         uint32_t *info = io_u_block_info(td, io_u);
1864
1865         if (BLOCK_INFO_STATE(*info) >= BLOCK_STATE_TRIM_FAILURE)
1866                 return;
1867
1868         *info = BLOCK_INFO(BLOCK_STATE_TRIMMED, BLOCK_INFO_TRIMS(*info) + 1);
1869 }
1870
1871 static void account_io_completion(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1872                                   struct io_completion_data *icd,
1873                                   const enum fio_ddir idx, unsigned int bytes)
1874 {
1875         const int no_reduce = !gtod_reduce(td);
1876         unsigned long long llnsec = 0;
1877
1878         if (td->parent)
1879                 td = td->parent;
1880
1881         if (!td->o.stats || td_ioengine_flagged(td, FIO_NOSTATS))
1882                 return;
1883
1884         if (no_reduce)
1885                 llnsec = ntime_since(&io_u->issue_time, &icd->time);
1886
1887         if (!td->o.disable_lat) {
1888                 unsigned long long tnsec;
1889
1890                 tnsec = ntime_since(&io_u->start_time, &icd->time);
1891                 add_lat_sample(td, idx, tnsec, bytes, io_u->offset,
1892                                io_u->ioprio, io_u_is_high_prio(io_u));
1893
1894                 if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
1895                         struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
1896
1897                         if (ops->io_u_lat)
1898                                 icd->error = ops->io_u_lat(td, tnsec);
1899                 }
1900
1901                 if (ddir_rw(idx)) {
1902                         if (td->o.max_latency[idx] && tnsec > td->o.max_latency[idx])
1903                                 lat_fatal(td, io_u, icd, tnsec, td->o.max_latency[idx]);
1904                         if (td->o.latency_target && tnsec > td->o.latency_target) {
1905                                 if (lat_target_failed(td))
1906                                         lat_fatal(td, io_u, icd, tnsec, td->o.latency_target);
1907                         }
1908                 }
1909         }
1910
1911         if (ddir_rw(idx)) {
1912                 if (!td->o.disable_clat) {
1913                         add_clat_sample(td, idx, llnsec, bytes, io_u->offset,
1914                                         io_u->ioprio, io_u_is_high_prio(io_u));
1915                         io_u_mark_latency(td, llnsec);
1916                 }
1917
1918                 if (!td->o.disable_bw && per_unit_log(td->bw_log))
1919                         add_bw_sample(td, io_u, bytes, llnsec);
1920
1921                 if (no_reduce && per_unit_log(td->iops_log))
1922                         add_iops_sample(td, io_u, bytes);
1923         } else if (ddir_sync(idx) && !td->o.disable_clat)
1924                 add_sync_clat_sample(&td->ts, llnsec);
1925
1926         if (td->ts.nr_block_infos && io_u->ddir == DDIR_TRIM)
1927                 trim_block_info(td, io_u);
1928 }
1929
1930 static void file_log_write_comp(const struct thread_data *td, struct fio_file *f,
1931                                 uint64_t offset, unsigned int bytes)
1932 {
1933         int idx;
1934
1935         if (!f)
1936                 return;
1937
1938         if (f->first_write == -1ULL || offset < f->first_write)
1939                 f->first_write = offset;
1940         if (f->last_write == -1ULL || ((offset + bytes) > f->last_write))
1941                 f->last_write = offset + bytes;
1942
1943         if (!f->last_write_comp)
1944                 return;
1945
1946         idx = f->last_write_idx++;
1947         f->last_write_comp[idx] = offset;
1948         if (f->last_write_idx == td->o.iodepth)
1949                 f->last_write_idx = 0;
1950 }
1951
1952 static bool should_account(struct thread_data *td)
1953 {
1954         return ramp_time_over(td) && (td->runstate == TD_RUNNING ||
1955                                            td->runstate == TD_VERIFYING);
1956 }
1957
1958 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u **io_u_ptr,
1959                          struct io_completion_data *icd)
1960 {
1961         struct io_u *io_u = *io_u_ptr;
1962         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
1963         struct fio_file *f = io_u->file;
1964
1965         dprint_io_u(io_u, "complete");
1966
1967         assert(io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT);
1968         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT | IO_U_F_BUSY_OK);
1969
1970         /*
1971          * Mark IO ok to verify
1972          */
1973         if (io_u->ipo) {
1974                 /*
1975                  * Remove errored entry from the verification list
1976                  */
1977                 if (io_u->error)
1978                         unlog_io_piece(td, io_u);
1979                 else {
1980                         atomic_store_release(&io_u->ipo->flags,
1981                                         io_u->ipo->flags & ~IP_F_IN_FLIGHT);
1982                 }
1983         }
1984
1985         if (ddir_sync(ddir)) {
1986                 td->last_was_sync = true;
1987                 if (f) {
1988                         f->first_write = -1ULL;
1989                         f->last_write = -1ULL;
1990                 }
1991                 if (should_account(td))
1992                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, io_u->buflen);
1993                 return;
1994         }
1995
1996         td->last_was_sync = false;
1997         td->last_ddir = ddir;
1998
1999         if (!io_u->error && ddir_rw(ddir)) {
2000                 unsigned long long bytes = io_u->xfer_buflen - io_u->resid;
2001                 int ret;
2002
2003                 /*
2004                  * Make sure we notice short IO from here, and requeue them
2005                  * appropriately!
2006                  */
2007                 if (bytes && io_u->resid) {
2008                         io_u->xfer_buflen = io_u->resid;
2009                         io_u->xfer_buf += bytes;
2010                         io_u->offset += bytes;
2011                         td->ts.short_io_u[io_u->ddir]++;
2012                         if (io_u->offset < io_u->file->real_file_size) {
2013                                 requeue_io_u(td, io_u_ptr);
2014                                 return;
2015                         }
2016                 }
2017
2018                 td->io_blocks[ddir]++;
2019                 td->io_bytes[ddir] += bytes;
2020
2021                 if (!(io_u->flags & IO_U_F_VER_LIST)) {
2022                         td->this_io_blocks[ddir]++;
2023                         td->this_io_bytes[ddir] += bytes;
2024                 }
2025
2026                 if (ddir == DDIR_WRITE)
2027                         file_log_write_comp(td, f, io_u->offset, bytes);
2028
2029                 if (should_account(td))
2030                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, bytes);
2031
2032                 icd->bytes_done[ddir] += bytes;
2033
2034                 if (io_u->end_io) {
2035                         ret = io_u->end_io(td, io_u_ptr);
2036                         io_u = *io_u_ptr;
2037                         if (ret && !icd->error)
2038                                 icd->error = ret;
2039                 }
2040         } else if (io_u->error) {
2041                 icd->error = io_u->error;
2042                 io_u_log_error(td, io_u);
2043         }
2044         if (icd->error) {
2045                 enum error_type_bit eb = td_error_type(ddir, icd->error);
2046
2047                 if (!td_non_fatal_error(td, eb, icd->error))
2048                         return;
2049
2050                 /*
2051                  * If there is a non_fatal error, then add to the error count
2052                  * and clear all the errors.
2053                  */
2054                 update_error_count(td, icd->error);
2055                 td_clear_error(td);
2056                 icd->error = 0;
2057                 if (io_u)
2058                         io_u->error = 0;
2059         }
2060 }
2061
2062 static void init_icd(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
2063                      int nr)
2064 {
2065         int ddir;
2066
2067         if (!gtod_reduce(td))
2068                 fio_gettime(&icd->time, NULL);
2069
2070         icd->nr = nr;
2071
2072         icd->error = 0;
2073         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2074                 icd->bytes_done[ddir] = 0;
2075 }
2076
2077 static void ios_completed(struct thread_data *td,
2078                           struct io_completion_data *icd)
2079 {
2080         struct io_u *io_u;
2081         int i;
2082
2083         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
2084                 io_u = td->io_ops->event(td, i);
2085
2086                 io_completed(td, &io_u, icd);
2087
2088                 if (io_u)
2089                         put_io_u(td, io_u);
2090         }
2091 }
2092
2093 /*
2094  * Complete a single io_u for the sync engines.
2095  */
2096 int io_u_sync_complete(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2097 {
2098         struct io_completion_data icd;
2099         int ddir;
2100
2101         init_icd(td, &icd, 1);
2102         io_completed(td, &io_u, &icd);
2103
2104         if (io_u)
2105                 put_io_u(td, io_u);
2106
2107         if (icd.error) {
2108                 td_verror(td, icd.error, "io_u_sync_complete");
2109                 return -1;
2110         }
2111
2112         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2113                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2114
2115         return 0;
2116 }
2117
2118 /*
2119  * Called to complete min_events number of io for the async engines.
2120  */
2121 int io_u_queued_complete(struct thread_data *td, int min_evts)
2122 {
2123         struct io_completion_data icd;
2124         struct timespec *tvp = NULL;
2125         int ret, ddir;
2126         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0, };
2127
2128         dprint(FD_IO, "io_u_queued_complete: min=%d\n", min_evts);
2129
2130         if (!min_evts)
2131                 tvp = &ts;
2132         else if (min_evts > td->cur_depth)
2133                 min_evts = td->cur_depth;
2134
2135         /* No worries, td_io_getevents fixes min and max if they are
2136          * set incorrectly */
2137         ret = td_io_getevents(td, min_evts, td->o.iodepth_batch_complete_max, tvp);
2138         if (ret < 0) {
2139                 td_verror(td, -ret, "td_io_getevents");
2140                 return ret;
2141         } else if (!ret)
2142                 return ret;
2143
2144         init_icd(td, &icd, ret);
2145         ios_completed(td, &icd);
2146         if (icd.error) {
2147                 td_verror(td, icd.error, "io_u_queued_complete");
2148                 return -1;
2149         }
2150
2151         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2152                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2153
2154         return ret;
2155 }
2156
2157 /*
2158  * Call when io_u is really queued, to update the submission latency.
2159  */
2160 void io_u_queued(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2161 {
2162         if (!td->o.disable_slat && ramp_time_over(td) && td->o.stats) {
2163                 unsigned long slat_time;
2164
2165                 slat_time = ntime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time);
2166
2167                 if (td->parent)
2168                         td = td->parent;
2169
2170                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, slat_time, io_u->xfer_buflen,
2171                                 io_u->offset, io_u->ioprio);
2172         }
2173 }
2174
2175 /*
2176  * See if we should reuse the last seed, if dedupe is enabled
2177  */
2178 static struct frand_state *get_buf_state(struct thread_data *td)
2179 {
2180         unsigned int v;
2181         unsigned long long i;
2182
2183         if (!td->o.dedupe_percentage)
2184                 return &td->buf_state;
2185         else if (td->o.dedupe_percentage == 100) {
2186                 frand_copy(&td->buf_state_prev, &td->buf_state);
2187                 return &td->buf_state;
2188         }
2189
2190         v = rand_between(&td->dedupe_state, 1, 100);
2191
2192         if (v <= td->o.dedupe_percentage)
2193                 switch (td->o.dedupe_mode) {
2194                 case DEDUPE_MODE_REPEAT:
2195                         /*
2196                         * The caller advances the returned frand_state.
2197                         * A copy of prev should be returned instead since
2198                         * a subsequent intention to generate a deduped buffer
2199                         * might result in generating a unique one
2200                         */
2201                         frand_copy(&td->buf_state_ret, &td->buf_state_prev);
2202                         return &td->buf_state_ret;
2203                 case DEDUPE_MODE_WORKING_SET:
2204                         i = rand_between(&td->dedupe_working_set_index_state, 0, td->num_unique_pages - 1);
2205                         frand_copy(&td->buf_state_ret, &td->dedupe_working_set_states[i]);
2206                         return &td->buf_state_ret;
2207                 default:
2208                         log_err("unexpected dedupe mode %u\n", td->o.dedupe_mode);
2209                         assert(0);
2210                 }
2211
2212         return &td->buf_state;
2213 }
2214
2215 static void save_buf_state(struct thread_data *td, struct frand_state *rs)
2216 {
2217         if (td->o.dedupe_percentage == 100)
2218                 frand_copy(rs, &td->buf_state_prev);
2219         else if (rs == &td->buf_state)
2220                 frand_copy(&td->buf_state_prev, rs);
2221 }
2222
2223 void fill_io_buffer(struct thread_data *td, void *buf, unsigned long long min_write,
2224                     unsigned long long max_bs)
2225 {
2226         struct thread_options *o = &td->o;
2227
2228         if (o->mem_type == MEM_CUDA_MALLOC)
2229                 return;
2230
2231         if (o->compress_percentage || o->dedupe_percentage) {
2232                 unsigned int perc = td->o.compress_percentage;
2233                 struct frand_state *rs = NULL;
2234                 unsigned long long left = max_bs;
2235                 unsigned long long this_write;
2236
2237                 do {
2238                         /*
2239                          * Buffers are either entirely dedupe-able or not.
2240                          * If we choose to dedup, the buffer should undergo
2241                          * the same manipulation as the original write. Which
2242                          * means we should retrack the steps we took for compression
2243                          * as well.
2244                          */
2245                         if (!rs)
2246                                 rs = get_buf_state(td);
2247
2248                         min_write = min(min_write, left);
2249
2250                         this_write = min_not_zero(min_write,
2251                                                 (unsigned long long) td->o.compress_chunk);
2252
2253                         fill_random_buf_percentage(rs, buf, perc,
2254                                 this_write, this_write,
2255                                 o->buffer_pattern,
2256                                 o->buffer_pattern_bytes);
2257
2258                         buf += this_write;
2259                         left -= this_write;
2260                         save_buf_state(td, rs);
2261                 } while (left);
2262         } else if (o->buffer_pattern_bytes)
2263                 fill_buffer_pattern(td, buf, max_bs);
2264         else if (o->zero_buffers)
2265                 memset(buf, 0, max_bs);
2266         else
2267                 fill_random_buf(get_buf_state(td), buf, max_bs);
2268 }
2269
2270 /*
2271  * "randomly" fill the buffer contents
2272  */
2273 void io_u_fill_buffer(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
2274                       unsigned long long min_write, unsigned long long max_bs)
2275 {
2276         io_u->buf_filled_len = 0;
2277         fill_io_buffer(td, io_u->buf, min_write, max_bs);
2278 }
2279
2280 static int do_sync_file_range(const struct thread_data *td,
2281                               struct fio_file *f)
2282 {
2283         uint64_t offset, nbytes;
2284
2285         offset = f->first_write;
2286         nbytes = f->last_write - f->first_write;
2287
2288         if (!nbytes)
2289                 return 0;
2290
2291         return sync_file_range(f->fd, offset, nbytes, td->o.sync_file_range);
2292 }
2293
2294 int do_io_u_sync(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2295 {
2296         int ret;
2297
2298         if (io_u->ddir == DDIR_SYNC) {
2299                 ret = fsync(io_u->file->fd);
2300         } else if (io_u->ddir == DDIR_DATASYNC) {
2301 #ifdef CONFIG_FDATASYNC
2302                 ret = fdatasync(io_u->file->fd);
2303 #else
2304                 ret = io_u->xfer_buflen;
2305                 io_u->error = EINVAL;
2306 #endif
2307         } else if (io_u->ddir == DDIR_SYNC_FILE_RANGE)
2308                 ret = do_sync_file_range(td, io_u->file);
2309         else {
2310                 ret = io_u->xfer_buflen;
2311                 io_u->error = EINVAL;
2312         }
2313
2314         if (ret < 0)
2315                 io_u->error = errno;
2316
2317         return ret;
2318 }
2319
2320 int do_io_u_trim(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2321 {
2322 #ifndef FIO_HAVE_TRIM
2323         io_u->error = EINVAL;
2324         return 0;
2325 #else
2326         struct fio_file *f = io_u->file;
2327         int ret;
2328
2329         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_ZBD) {
2330                 ret = zbd_do_io_u_trim(td, io_u);
2331                 if (ret == io_u_completed)
2332                         return io_u->xfer_buflen;
2333                 if (ret)
2334                         goto err;
2335         }
2336
2337         ret = os_trim(f, io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
2338         if (!ret)
2339                 return io_u->xfer_buflen;
2340
2341 err:
2342         io_u->error = ret;
2343         return 0;
2344 #endif
2345 }