io_u.c

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