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