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