io_u.c

   1 #include <unistd.h>
   2 #include <string.h>
   3 #include <assert.h>
   4
   5 #include "fio.h"
   6 #include "verify.h"
   7 #include "trim.h"
   8 #include "lib/rand.h"
   9 #include "lib/axmap.h"
  10 #include "err.h"
  11 #include "lib/pow2.h"
  12 #include "minmax.h"
  13 #include "zbd.h"
  14
  15 struct io_completion_data {
  16         int nr;                         /* input */
  17
  18         int error;                      /* output */
  19         uint64_t bytes_done[DDIR_RWDIR_CNT];    /* output */
  20         struct timespec time;           /* output */
  21 };
  22
  23 /*
  24  * The ->io_axmap contains a map of blocks we have or have not done io
  25  * to yet. Used to make sure we cover the entire range in a fair fashion.
  26  */
  27 static bool random_map_free(struct fio_file *f, const uint64_t block)
  28 {
  29         return !axmap_isset(f->io_axmap, block);
  30 }
  31
  32 /*
  33  * Mark a given offset as used in the map.
  34  */
  35 static uint64_t mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
  36                                 uint64_t offset, uint64_t buflen)
  37 {
  38         unsigned long long min_bs = td->o.min_bs[io_u->ddir];
  39         struct fio_file *f = io_u->file;
  40         unsigned long long nr_blocks;
  41         uint64_t block;
  42
  43         block = (offset - f->file_offset) / (uint64_t) min_bs;
  44         nr_blocks = (buflen + min_bs - 1) / min_bs;
  45         assert(nr_blocks > 0);
  46
  47         if (!(io_u->flags & IO_U_F_BUSY_OK)) {
  48                 nr_blocks = axmap_set_nr(f->io_axmap, block, nr_blocks);
  49                 assert(nr_blocks > 0);
  50         }
  51
  52         if ((nr_blocks * min_bs) < buflen)
  53                 buflen = nr_blocks * min_bs;
  54
  55         return buflen;
  56 }
  57
  58 static uint64_t last_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  59                            enum fio_ddir ddir)
  60 {
  61         uint64_t max_blocks;
  62         uint64_t max_size;
  63
  64         assert(ddir_rw(ddir));
  65
  66         /*
  67          * Hmm, should we make sure that ->io_size <= ->real_file_size?
  68          * -> not for now since there is code assuming it could go either.
  69          */
  70         max_size = f->io_size;
  71         if (max_size > f->real_file_size)
  72                 max_size = f->real_file_size;
  73
  74         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_STRIDED && td->o.zone_range)
  75                 max_size = td->o.zone_range;
  76
  77         if (td->o.min_bs[ddir] > td->o.ba[ddir])
  78                 max_size -= td->o.min_bs[ddir] - td->o.ba[ddir];
  79
  80         max_blocks = max_size / (uint64_t) td->o.ba[ddir];
  81         if (!max_blocks)
  82                 return 0;
  83
  84         return max_blocks;
  85 }
  86
  87 static int __get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  88                                   enum fio_ddir ddir, uint64_t *b,
  89                                   uint64_t lastb)
  90 {
  91         uint64_t r;
  92
  93         if (td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE ||
  94             td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE64) {
  95
  96                 r = __rand(&td->random_state);
  97
  98                 dprint(FD_RANDOM, "off rand %llu\n", (unsigned long long) r);
  99
 100                 *b = lastb * (r / (rand_max(&td->random_state) + 1.0));
 101         } else {
 102                 uint64_t off = 0;
 103
 104                 assert(fio_file_lfsr(f));
 105
 106                 if (lfsr_next(&f->lfsr, &off))
 107                         return 1;
 108
 109                 *b = off;
 110         }
 111
 112         /*
 113          * if we are not maintaining a random map, we are done.
 114          */
 115         if (!file_randommap(td, f))
 116                 goto ret;
 117
 118         /*
 119          * calculate map offset and check if it's free
 120          */
 121         if (random_map_free(f, *b))
 122                 goto ret;
 123
 124         dprint(FD_RANDOM, "get_next_rand_offset: offset %llu busy\n",
 125                                                 (unsigned long long) *b);
 126
 127         *b = axmap_next_free(f->io_axmap, *b);
 128         if (*b == (uint64_t) -1ULL)
 129                 return 1;
 130 ret:
 131         return 0;
 132 }
 133
 134 static int __get_next_rand_offset_zipf(struct thread_data *td,
 135                                        struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 136                                        uint64_t *b)
 137 {
 138         *b = zipf_next(&f->zipf);
 139         return 0;
 140 }
 141
 142 static int __get_next_rand_offset_pareto(struct thread_data *td,
 143                                          struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 144                                          uint64_t *b)
 145 {
 146         *b = pareto_next(&f->zipf);
 147         return 0;
 148 }
 149
 150 static int __get_next_rand_offset_gauss(struct thread_data *td,
 151                                         struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 152                                         uint64_t *b)
 153 {
 154         *b = gauss_next(&f->gauss);
 155         return 0;
 156 }
 157
 158 static int __get_next_rand_offset_zoned_abs(struct thread_data *td,
 159                                             struct fio_file *f,
 160                                             enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 161 {
 162         struct zone_split_index *zsi;
 163         uint64_t lastb, send, stotal;
 164         unsigned int v;
 165
 166         lastb = last_block(td, f, ddir);
 167         if (!lastb)
 168                 return 1;
 169
 170         if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
 171 bail:
 172                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 173         }
 174
 175         /*
 176          * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
 177          */
 178         v = rand_between(&td->zone_state, 1, 100);
 179
 180         /*
 181          * Find our generated table. 'send' is the end block of this zone,
 182          * 'stotal' is our start offset.
 183          */
 184         zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
 185         stotal = zsi->size_prev / td->o.ba[ddir];
 186         send = zsi->size / td->o.ba[ddir];
 187
 188         /*
 189          * Should never happen
 190          */
 191         if (send == -1U) {
 192                 if (!fio_did_warn(FIO_WARN_ZONED_BUG))
 193                         log_err("fio: bug in zoned generation\n");
 194                 goto bail;
 195         } else if (send > lastb) {
 196                 /*
 197                  * This happens if the user specifies ranges that exceed
 198                  * the file/device size. We can't handle that gracefully,
 199                  * so error and exit.
 200                  */
 201                 log_err("fio: zoned_abs sizes exceed file size\n");
 202                 return 1;
 203         }
 204
 205         /*
 206          * Generate index from 0..send-stotal
 207          */
 208         if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, send - stotal) == 1)
 209                 return 1;
 210
 211         *b += stotal;
 212         return 0;
 213 }
 214
 215 static int __get_next_rand_offset_zoned(struct thread_data *td,
 216                                         struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 217                                         uint64_t *b)
 218 {
 219         unsigned int v, send, stotal;
 220         uint64_t offset, lastb;
 221         struct zone_split_index *zsi;
 222
 223         lastb = last_block(td, f, ddir);
 224         if (!lastb)
 225                 return 1;
 226
 227         if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
 228 bail:
 229                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 230         }
 231
 232         /*
 233          * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
 234          */
 235         v = rand_between(&td->zone_state, 1, 100);
 236
 237         zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
 238         stotal = zsi->size_perc_prev;
 239         send = zsi->size_perc;
 240
 241         /*
 242          * Should never happen
 243          */
 244         if (send == -1U) {
 245                 if (!fio_did_warn(FIO_WARN_ZONED_BUG))
 246                         log_err("fio: bug in zoned generation\n");
 247                 goto bail;
 248         }
 249
 250         /*
 251          * 'send' is some percentage below or equal to 100 that
 252          * marks the end of the current IO range. 'stotal' marks
 253          * the start, in percent.
 254          */
 255         if (stotal)
 256                 offset = stotal * lastb / 100ULL;
 257         else
 258                 offset = 0;
 259
 260         lastb = lastb * (send - stotal) / 100ULL;
 261
 262         /*
 263          * Generate index from 0..send-of-lastb
 264          */
 265         if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb) == 1)
 266                 return 1;
 267
 268         /*
 269          * Add our start offset, if any
 270          */
 271         if (offset)
 272                 *b += offset;
 273
 274         return 0;
 275 }
 276
 277 static int get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 278                                 enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 279 {
 280         if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_RANDOM) {
 281                 uint64_t lastb;
 282
 283                 lastb = last_block(td, f, ddir);
 284                 if (!lastb)
 285                         return 1;
 286
 287                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 288         } else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZIPF)
 289                 return __get_next_rand_offset_zipf(td, f, ddir, b);
 290         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_PARETO)
 291                 return __get_next_rand_offset_pareto(td, f, ddir, b);
 292         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_GAUSS)
 293                 return __get_next_rand_offset_gauss(td, f, ddir, b);
 294         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED)
 295                 return __get_next_rand_offset_zoned(td, f, ddir, b);
 296         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED_ABS)
 297                 return __get_next_rand_offset_zoned_abs(td, f, ddir, b);
 298
 299         log_err("fio: unknown random distribution: %d\n", td->o.random_distribution);
 300         return 1;
 301 }
 302
 303 static bool should_do_random(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 304 {
 305         unsigned int v;
 306
 307         if (td->o.perc_rand[ddir] == 100)
 308                 return true;
 309
 310         v = rand_between(&td->seq_rand_state[ddir], 1, 100);
 311
 312         return v <= td->o.perc_rand[ddir];
 313 }
 314
 315 static void loop_cache_invalidate(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 316 {
 317         struct thread_options *o = &td->o;
 318
 319         if (o->invalidate_cache && !o->odirect) {
 320                 int fio_unused ret;
 321
 322                 ret = file_invalidate_cache(td, f);
 323         }
 324 }
 325
 326 static int get_next_rand_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 327                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 328 {
 329         if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
 330                 return 0;
 331
 332         if (td->o.time_based ||
 333             (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)) {
 334                 fio_file_reset(td, f);
 335                 loop_cache_invalidate(td, f);
 336                 if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
 337                         return 0;
 338         }
 339
 340         dprint(FD_IO, "%s: rand offset failed, last=%llu, size=%llu\n",
 341                         f->file_name, (unsigned long long) f->last_pos[ddir],
 342                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 343         return 1;
 344 }
 345
 346 static int get_next_seq_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 347                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *offset)
 348 {
 349         struct thread_options *o = &td->o;
 350
 351         assert(ddir_rw(ddir));
 352
 353         /*
 354          * If we reach the end for a time based run, reset us back to 0
 355          * and invalidate the cache, if we need to.
 356          */
 357         if (f->last_pos[ddir] >= f->io_size + get_start_offset(td, f) &&
 358             o->time_based) {
 359                 f->last_pos[ddir] = f->file_offset;
 360                 loop_cache_invalidate(td, f);
 361         }
 362
 363         if (f->last_pos[ddir] < f->real_file_size) {
 364                 uint64_t pos;
 365
 366                 /*
 367                  * Only rewind if we already hit the end
 368                  */
 369                 if (f->last_pos[ddir] == f->file_offset &&
 370                     f->file_offset && o->ddir_seq_add < 0) {
 371                         if (f->real_file_size > f->io_size)
 372                                 f->last_pos[ddir] = f->io_size;
 373                         else
 374                                 f->last_pos[ddir] = f->real_file_size;
 375                 }
 376
 377                 pos = f->last_pos[ddir] - f->file_offset;
 378                 if (pos && o->ddir_seq_add) {
 379                         pos += o->ddir_seq_add;
 380
 381                         /*
 382                          * If we reach beyond the end of the file
 383                          * with holed IO, wrap around to the
 384                          * beginning again. If we're doing backwards IO,
 385                          * wrap to the end.
 386                          */
 387                         if (pos >= f->real_file_size) {
 388                                 if (o->ddir_seq_add > 0)
 389                                         pos = f->file_offset;
 390                                 else {
 391                                         if (f->real_file_size > f->io_size)
 392                                                 pos = f->io_size;
 393                                         else
 394                                                 pos = f->real_file_size;
 395
 396                                         pos += o->ddir_seq_add;
 397                                 }
 398                         }
 399                 }
 400
 401                 *offset = pos;
 402                 return 0;
 403         }
 404
 405         return 1;
 406 }
 407
 408 static int get_next_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 409                           enum fio_ddir ddir, int rw_seq,
 410                           bool *is_random)
 411 {
 412         struct fio_file *f = io_u->file;
 413         uint64_t b, offset;
 414         int ret;
 415
 416         assert(ddir_rw(ddir));
 417
 418         b = offset = -1ULL;
 419
 420         if (rw_seq) {
 421                 if (td_random(td)) {
 422                         if (should_do_random(td, ddir)) {
 423                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 424                                 *is_random = true;
 425                         } else {
 426                                 *is_random = false;
 427                                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 428                                 ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 429                                 if (ret)
 430                                         ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 431                         }
 432                 } else {
 433                         *is_random = false;
 434                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 435                 }
 436         } else {
 437                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 438                 *is_random = false;
 439
 440                 if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_SEQ) {
 441                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 442                         if (ret) {
 443                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 444                                 *is_random = false;
 445                         }
 446                 } else if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_IDENT) {
 447                         if (f->last_start[ddir] != -1ULL)
 448                                 offset = f->last_start[ddir] - f->file_offset;
 449                         else
 450                                 offset = 0;
 451                         ret = 0;
 452                 } else {
 453                         log_err("fio: unknown rw_seq=%d\n", td->o.rw_seq);
 454                         ret = 1;
 455                 }
 456         }
 457
 458         if (!ret) {
 459                 if (offset != -1ULL)
 460                         io_u->offset = offset;
 461                 else if (b != -1ULL)
 462                         io_u->offset = b * td->o.ba[ddir];
 463                 else {
 464                         log_err("fio: bug in offset generation: offset=%llu, b=%llu\n", (unsigned long long) offset, (unsigned long long) b);
 465                         ret = 1;
 466                 }
 467         }
 468
 469         return ret;
 470 }
 471
 472 /*
 473  * For random io, generate a random new block and see if it's used. Repeat
 474  * until we find a free one. For sequential io, just return the end of
 475  * the last io issued.
 476  */
 477 static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 478                            bool *is_random)
 479 {
 480         struct fio_file *f = io_u->file;
 481         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
 482         int rw_seq_hit = 0;
 483
 484         assert(ddir_rw(ddir));
 485
 486         if (td->o.ddir_seq_nr && !--td->ddir_seq_nr) {
 487                 rw_seq_hit = 1;
 488                 td->ddir_seq_nr = td->o.ddir_seq_nr;
 489         }
 490
 491         if (get_next_block(td, io_u, ddir, rw_seq_hit, is_random))
 492                 return 1;
 493
 494         if (io_u->offset >= f->io_size) {
 495                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= io_size %llu\n",
 496                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 497                                         (unsigned long long) f->io_size);
 498                 return 1;
 499         }
 500
 501         io_u->offset += f->file_offset;
 502         if (io_u->offset >= f->real_file_size) {
 503                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= size %llu\n",
 504                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 505                                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 506                 return 1;
 507         }
 508
 509         return 0;
 510 }
 511
 512 static inline bool io_u_fits(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 513                              unsigned long long buflen)
 514 {
 515         struct fio_file *f = io_u->file;
 516
 517         return io_u->offset + buflen <= f->io_size + get_start_offset(td, f);
 518 }
 519
 520 static unsigned long long get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 521                                     bool is_random)
 522 {
 523         int ddir = io_u->ddir;
 524         unsigned long long buflen = 0;
 525         unsigned long long minbs, maxbs;
 526         uint64_t frand_max, r;
 527         bool power_2;
 528
 529         assert(ddir_rw(ddir));
 530
 531         if (td->o.bs_is_seq_rand)
 532                 ddir = is_random ? DDIR_WRITE : DDIR_READ;
 533
 534         minbs = td->o.min_bs[ddir];
 535         maxbs = td->o.max_bs[ddir];
 536
 537         if (minbs == maxbs)
 538                 return minbs;
 539
 540         /*
 541          * If we can't satisfy the min block size from here, then fail
 542          */
 543         if (!io_u_fits(td, io_u, minbs))
 544                 return 0;
 545
 546         frand_max = rand_max(&td->bsrange_state[ddir]);
 547         do {
 548                 r = __rand(&td->bsrange_state[ddir]);
 549
 550                 if (!td->o.bssplit_nr[ddir]) {
 551                         buflen = minbs + (unsigned long long) ((double) maxbs *
 552                                         (r / (frand_max + 1.0)));
 553                 } else {
 554                         long long perc = 0;
 555                         unsigned int i;
 556
 557                         for (i = 0; i < td->o.bssplit_nr[ddir]; i++) {
 558                                 struct bssplit *bsp = &td->o.bssplit[ddir][i];
 559
 560                                 if (!bsp->perc)
 561                                         continue;
 562                                 buflen = bsp->bs;
 563                                 perc += bsp->perc;
 564                                 if ((r / perc <= frand_max / 100ULL) &&
 565                                     io_u_fits(td, io_u, buflen))
 566                                         break;
 567                         }
 568                 }
 569
 570                 power_2 = is_power_of_2(minbs);
 571                 if (!td->o.bs_unaligned && power_2)
 572                         buflen &= ~(minbs - 1);
 573                 else if (!td->o.bs_unaligned && !power_2)
 574                         buflen -= buflen % minbs;
 575                 if (buflen > maxbs)
 576                         buflen = maxbs;
 577         } while (!io_u_fits(td, io_u, buflen));
 578
 579         return buflen;
 580 }
 581
 582 static void set_rwmix_bytes(struct thread_data *td)
 583 {
 584         unsigned int diff;
 585
 586         /*
 587          * we do time or byte based switch. this is needed because
 588          * buffered writes may issue a lot quicker than they complete,
 589          * whereas reads do not.
 590          */
 591         diff = td->o.rwmix[td->rwmix_ddir ^ 1];
 592         td->rwmix_issues = (td->io_issues[td->rwmix_ddir] * diff) / 100;
 593 }
 594
 595 static inline enum fio_ddir get_rand_ddir(struct thread_data *td)
 596 {
 597         unsigned int v;
 598
 599         v = rand_between(&td->rwmix_state, 1, 100);
 600
 601         if (v <= td->o.rwmix[DDIR_READ])
 602                 return DDIR_READ;
 603
 604         return DDIR_WRITE;
 605 }
 606
 607 int io_u_quiesce(struct thread_data *td)
 608 {
 609         int ret = 0, completed = 0;
 610
 611         /*
 612          * We are going to sleep, ensure that we flush anything pending as
 613          * not to skew our latency numbers.
 614          *
 615          * Changed to only monitor 'in flight' requests here instead of the
 616          * td->cur_depth, b/c td->cur_depth does not accurately represent
 617          * io's that have been actually submitted to an async engine,
 618          * and cur_depth is meaningless for sync engines.
 619          */
 620         if (td->io_u_queued || td->cur_depth)
 621                 td_io_commit(td);
 622
 623         while (td->io_u_in_flight) {
 624                 ret = io_u_queued_complete(td, 1);
 625                 if (ret > 0)
 626                         completed += ret;
 627                 else if (ret < 0)
 628                         break;
 629         }
 630
 631         if (td->flags & TD_F_REGROW_LOGS)
 632                 regrow_logs(td);
 633
 634         if (completed)
 635                 return completed;
 636
 637         return ret;
 638 }
 639
 640 static enum fio_ddir rate_ddir(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 641 {
 642         enum fio_ddir odir = ddir ^ 1;
 643         uint64_t usec;
 644         uint64_t now;
 645
 646         assert(ddir_rw(ddir));
 647         now = utime_since_now(&td->start);
 648
 649         /*
 650          * if rate_next_io_time is in the past, need to catch up to rate
 651          */
 652         if (td->rate_next_io_time[ddir] <= now)
 653                 return ddir;
 654
 655         /*
 656          * We are ahead of rate in this direction. See if we
 657          * should switch.
 658          */
 659         if (td_rw(td) && td->o.rwmix[odir]) {
 660                 /*
 661                  * Other direction is behind rate, switch
 662                  */
 663                 if (td->rate_next_io_time[odir] <= now)
 664                         return odir;
 665
 666                 /*
 667                  * Both directions are ahead of rate. sleep the min,
 668                  * switch if necessary
 669                  */
 670                 if (td->rate_next_io_time[ddir] <=
 671                     td->rate_next_io_time[odir]) {
 672                         usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 673                 } else {
 674                         usec = td->rate_next_io_time[odir] - now;
 675                         ddir = odir;
 676                 }
 677         } else
 678                 usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 679
 680         if (td->o.io_submit_mode == IO_MODE_INLINE)
 681                 io_u_quiesce(td);
 682
 683         usec_sleep(td, usec);
 684         return ddir;
 685 }
 686
 687 /*
 688  * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
 689  * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
 690  * necessary.
 691  */
 692 static enum fio_ddir get_rw_ddir(struct thread_data *td)
 693 {
 694         enum fio_ddir ddir;
 695
 696         /*
 697          * See if it's time to fsync/fdatasync/sync_file_range first,
 698          * and if not then move on to check regular I/Os.
 699          */
 700         if (should_fsync(td)) {
 701                 if (td->o.fsync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 702                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fsync_blocks))
 703                         return DDIR_SYNC;
 704
 705                 if (td->o.fdatasync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 706                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fdatasync_blocks))
 707                         return DDIR_DATASYNC;
 708
 709                 if (td->sync_file_range_nr && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 710                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->sync_file_range_nr))
 711                         return DDIR_SYNC_FILE_RANGE;
 712         }
 713
 714         if (td_rw(td)) {
 715                 /*
 716                  * Check if it's time to seed a new data direction.
 717                  */
 718                 if (td->io_issues[td->rwmix_ddir] >= td->rwmix_issues) {
 719                         /*
 720                          * Put a top limit on how many bytes we do for
 721                          * one data direction, to avoid overflowing the
 722                          * ranges too much
 723                          */
 724                         ddir = get_rand_ddir(td);
 725
 726                         if (ddir != td->rwmix_ddir)
 727                                 set_rwmix_bytes(td);
 728
 729                         td->rwmix_ddir = ddir;
 730                 }
 731                 ddir = td->rwmix_ddir;
 732         } else if (td_read(td))
 733                 ddir = DDIR_READ;
 734         else if (td_write(td))
 735                 ddir = DDIR_WRITE;
 736         else if (td_trim(td))
 737                 ddir = DDIR_TRIM;
 738         else
 739                 ddir = DDIR_INVAL;
 740
 741         td->rwmix_ddir = rate_ddir(td, ddir);
 742         return td->rwmix_ddir;
 743 }
 744
 745 static void set_rw_ddir(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 746 {
 747         enum fio_ddir ddir = get_rw_ddir(td);
 748
 749         if (td_trimwrite(td)) {
 750                 struct fio_file *f = io_u->file;
 751                 if (f->last_pos[DDIR_WRITE] == f->last_pos[DDIR_TRIM])
 752                         ddir = DDIR_TRIM;
 753                 else
 754                         ddir = DDIR_WRITE;
 755         }
 756
 757         io_u->ddir = io_u->acct_ddir = ddir;
 758
 759         if (io_u->ddir == DDIR_WRITE && td_ioengine_flagged(td, FIO_BARRIER) &&
 760             td->o.barrier_blocks &&
 761            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.barrier_blocks) &&
 762              td->io_issues[DDIR_WRITE])
 763                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BARRIER);
 764 }
 765
 766 void put_file_log(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 767 {
 768         unsigned int ret = put_file(td, f);
 769
 770         if (ret)
 771                 td_verror(td, ret, "file close");
 772 }
 773
 774 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 775 {
 776         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
 777
 778         zbd_put_io_u(io_u);
 779
 780         if (td->parent)
 781                 td = td->parent;
 782
 783         if (needs_lock)
 784                 __td_io_u_lock(td);
 785
 786         if (io_u->file && !(io_u->flags & IO_U_F_NO_FILE_PUT))
 787                 put_file_log(td, io_u->file);
 788
 789         io_u->file = NULL;
 790         io_u_set(td, io_u, IO_U_F_FREE);
 791
 792         if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 793                 td->cur_depth--;
 794                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 795         }
 796         io_u_qpush(&td->io_u_freelist, io_u);
 797         td_io_u_free_notify(td);
 798
 799         if (needs_lock)
 800                 __td_io_u_unlock(td);
 801 }
 802
 803 void clear_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 804 {
 805         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 806         put_io_u(td, io_u);
 807 }
 808
 809 void requeue_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 810 {
 811         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
 812         struct io_u *__io_u = *io_u;
 813         enum fio_ddir ddir = acct_ddir(__io_u);
 814
 815         dprint(FD_IO, "requeue %p\n", __io_u);
 816
 817         if (td->parent)
 818                 td = td->parent;
 819
 820         if (needs_lock)
 821                 __td_io_u_lock(td);
 822
 823         io_u_set(td, __io_u, IO_U_F_FREE);
 824         if ((__io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT) && ddir_rw(ddir))
 825                 td->io_issues[ddir]--;
 826
 827         io_u_clear(td, __io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 828         if (__io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 829                 td->cur_depth--;
 830                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 831         }
 832
 833         io_u_rpush(&td->io_u_requeues, __io_u);
 834         td_io_u_free_notify(td);
 835
 836         if (needs_lock)
 837                 __td_io_u_unlock(td);
 838
 839         *io_u = NULL;
 840 }
 841
 842 static void setup_strided_zone_mode(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 843 {
 844         struct fio_file *f = io_u->file;
 845
 846         assert(td->o.zone_mode == ZONE_MODE_STRIDED);
 847         assert(td->o.zone_size);
 848         assert(td->o.zone_range);
 849
 850         /*
 851          * See if it's time to switch to a new zone
 852          */
 853         if (td->zone_bytes >= td->o.zone_size &&
 854                         fio_option_is_set(&td->o, zone_skip)) {
 855                 td->zone_bytes = 0;
 856                 f->file_offset += td->o.zone_range + td->o.zone_skip;
 857
 858                 /*
 859                  * Wrap from the beginning, if we exceed the file size
 860                  */
 861                 if (f->file_offset >= f->real_file_size)
 862                         f->file_offset = get_start_offset(td, f);
 863
 864                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
 865                 td->io_skip_bytes += td->o.zone_skip;
 866         }
 867
 868         /*
 869          * If zone_size > zone_range, then maintain the same zone until
 870          * zone_bytes >= zone_size.
 871          */
 872         if (f->last_pos[io_u->ddir] >= (f->file_offset + td->o.zone_range)) {
 873                 dprint(FD_IO, "io_u maintain zone offset=%" PRIu64 "/last_pos=%" PRIu64 "\n",
 874                                 f->file_offset, f->last_pos[io_u->ddir]);
 875                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
 876         }
 877
 878         /*
 879          * For random: if 'norandommap' is not set and zone_size > zone_range,
 880          * map needs to be reset as it's done with zone_range everytime.
 881          */
 882         if ((td->zone_bytes % td->o.zone_range) == 0)
 883                 fio_file_reset(td, f);
 884 }
 885
 886 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 887 {
 888         bool is_random;
 889         uint64_t offset;
 890         enum io_u_action ret;
 891
 892         if (td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO))
 893                 goto out;
 894
 895         set_rw_ddir(td, io_u);
 896
 897         /*
 898          * fsync() or fdatasync() or trim etc, we are done
 899          */
 900         if (!ddir_rw(io_u->ddir))
 901                 goto out;
 902
 903         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_STRIDED)
 904                 setup_strided_zone_mode(td, io_u);
 905         else if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_ZBD)
 906                 setup_zbd_zone_mode(td, io_u);
 907
 908         /*
 909          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next buflen and
 910          * position.
 911          */
 912         if (get_next_offset(td, io_u, &is_random)) {
 913                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting offset\n", io_u);
 914                 return 1;
 915         }
 916
 917         io_u->buflen = get_next_buflen(td, io_u, is_random);
 918         if (!io_u->buflen) {
 919                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting buflen\n", io_u);
 920                 return 1;
 921         }
 922
 923         offset = io_u->offset;
 924         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_ZBD) {
 925                 ret = zbd_adjust_block(td, io_u);
 926                 if (ret == io_u_eof)
 927                         return 1;
 928         }
 929
 930         if (io_u->offset + io_u->buflen > io_u->file->real_file_size) {
 931                 dprint(FD_IO, "io_u %p, off=0x%llx + len=0x%llx exceeds file size=0x%llx\n",
 932                         io_u,
 933                         (unsigned long long) io_u->offset, io_u->buflen,
 934                         (unsigned long long) io_u->file->real_file_size);
 935                 return 1;
 936         }
 937
 938         /*
 939          * mark entry before potentially trimming io_u
 940          */
 941         if (td_random(td) && file_randommap(td, io_u->file))
 942                 io_u->buflen = mark_random_map(td, io_u, offset, io_u->buflen);
 943
 944 out:
 945         dprint_io_u(io_u, "fill");
 946         td->zone_bytes += io_u->buflen;
 947         return 0;
 948 }
 949
 950 static void __io_u_mark_map(uint64_t *map, unsigned int nr)
 951 {
 952         int idx = 0;
 953
 954         switch (nr) {
 955         default:
 956                 idx = 6;
 957                 break;
 958         case 33 ... 64:
 959                 idx = 5;
 960                 break;
 961         case 17 ... 32:
 962                 idx = 4;
 963                 break;
 964         case 9 ... 16:
 965                 idx = 3;
 966                 break;
 967         case 5 ... 8:
 968                 idx = 2;
 969                 break;
 970         case 1 ... 4:
 971                 idx = 1;
 972         case 0:
 973                 break;
 974         }
 975
 976         map[idx]++;
 977 }
 978
 979 void io_u_mark_submit(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 980 {
 981         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_submit, nr);
 982         td->ts.total_submit++;
 983 }
 984
 985 void io_u_mark_complete(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 986 {
 987         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_complete, nr);
 988         td->ts.total_complete++;
 989 }
 990
 991 void io_u_mark_depth(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 992 {
 993         int idx = 0;
 994
 995         switch (td->cur_depth) {
 996         default:
 997                 idx = 6;
 998                 break;
 999         case 32 ... 63:
1000                 idx = 5;
1001                 break;
1002         case 16 ... 31:
1003                 idx = 4;
1004                 break;
1005         case 8 ... 15:
1006                 idx = 3;
1007                 break;
1008         case 4 ... 7:
1009                 idx = 2;
1010                 break;
1011         case 2 ... 3:
1012                 idx = 1;
1013         case 1:
1014                 break;
1015         }
1016
1017         td->ts.io_u_map[idx] += nr;
1018 }
1019
1020 static void io_u_mark_lat_nsec(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1021 {
1022         int idx = 0;
1023
1024         assert(nsec < 1000);
1025
1026         switch (nsec) {
1027         case 750 ... 999:
1028                 idx = 9;
1029                 break;
1030         case 500 ... 749:
1031                 idx = 8;
1032                 break;
1033         case 250 ... 499:
1034                 idx = 7;
1035                 break;
1036         case 100 ... 249:
1037                 idx = 6;
1038                 break;
1039         case 50 ... 99:
1040                 idx = 5;
1041                 break;
1042         case 20 ... 49:
1043                 idx = 4;
1044                 break;
1045         case 10 ... 19:
1046                 idx = 3;
1047                 break;
1048         case 4 ... 9:
1049                 idx = 2;
1050                 break;
1051         case 2 ... 3:
1052                 idx = 1;
1053         case 0 ... 1:
1054                 break;
1055         }
1056
1057         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_N_NR);
1058         td->ts.io_u_lat_n[idx]++;
1059 }
1060
1061 static void io_u_mark_lat_usec(struct thread_data *td, unsigned long long usec)
1062 {
1063         int idx = 0;
1064
1065         assert(usec < 1000 && usec >= 1);
1066
1067         switch (usec) {
1068         case 750 ... 999:
1069                 idx = 9;
1070                 break;
1071         case 500 ... 749:
1072                 idx = 8;
1073                 break;
1074         case 250 ... 499:
1075                 idx = 7;
1076                 break;
1077         case 100 ... 249:
1078                 idx = 6;
1079                 break;
1080         case 50 ... 99:
1081                 idx = 5;
1082                 break;
1083         case 20 ... 49:
1084                 idx = 4;
1085                 break;
1086         case 10 ... 19:
1087                 idx = 3;
1088                 break;
1089         case 4 ... 9:
1090                 idx = 2;
1091                 break;
1092         case 2 ... 3:
1093                 idx = 1;
1094         case 0 ... 1:
1095                 break;
1096         }
1097
1098         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_U_NR);
1099         td->ts.io_u_lat_u[idx]++;
1100 }
1101
1102 static void io_u_mark_lat_msec(struct thread_data *td, unsigned long long msec)
1103 {
1104         int idx = 0;
1105
1106         assert(msec >= 1);
1107
1108         switch (msec) {
1109         default:
1110                 idx = 11;
1111                 break;
1112         case 1000 ... 1999:
1113                 idx = 10;
1114                 break;
1115         case 750 ... 999:
1116                 idx = 9;
1117                 break;
1118         case 500 ... 749:
1119                 idx = 8;
1120                 break;
1121         case 250 ... 499:
1122                 idx = 7;
1123                 break;
1124         case 100 ... 249:
1125                 idx = 6;
1126                 break;
1127         case 50 ... 99:
1128                 idx = 5;
1129                 break;
1130         case 20 ... 49:
1131                 idx = 4;
1132                 break;
1133         case 10 ... 19:
1134                 idx = 3;
1135                 break;
1136         case 4 ... 9:
1137                 idx = 2;
1138                 break;
1139         case 2 ... 3:
1140                 idx = 1;
1141         case 0 ... 1:
1142                 break;
1143         }
1144
1145         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_M_NR);
1146         td->ts.io_u_lat_m[idx]++;
1147 }
1148
1149 static void io_u_mark_latency(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1150 {
1151         if (nsec < 1000)
1152                 io_u_mark_lat_nsec(td, nsec);
1153         else if (nsec < 1000000)
1154                 io_u_mark_lat_usec(td, nsec / 1000);
1155         else
1156                 io_u_mark_lat_msec(td, nsec / 1000000);
1157 }
1158
1159 static unsigned int __get_next_fileno_rand(struct thread_data *td)
1160 {
1161         unsigned long fileno;
1162
1163         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RANDOM) {
1164                 uint64_t frand_max = rand_max(&td->next_file_state);
1165                 unsigned long r;
1166
1167                 r = __rand(&td->next_file_state);
1168                 return (unsigned int) ((double) td->o.nr_files
1169                                 * (r / (frand_max + 1.0)));
1170         }
1171
1172         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_ZIPF)
1173                 fileno = zipf_next(&td->next_file_zipf);
1174         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_PARETO)
1175                 fileno = pareto_next(&td->next_file_zipf);
1176         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_GAUSS)
1177                 fileno = gauss_next(&td->next_file_gauss);
1178         else {
1179                 log_err("fio: bad file service type: %d\n", td->o.file_service_type);
1180                 assert(0);
1181                 return 0;
1182         }
1183
1184         return fileno >> FIO_FSERVICE_SHIFT;
1185 }
1186
1187 /*
1188  * Get next file to service by choosing one at random
1189  */
1190 static struct fio_file *get_next_file_rand(struct thread_data *td,
1191                                            enum fio_file_flags goodf,
1192                                            enum fio_file_flags badf)
1193 {
1194         struct fio_file *f;
1195         int fno;
1196
1197         do {
1198                 int opened = 0;
1199
1200                 fno = __get_next_fileno_rand(td);
1201
1202                 f = td->files[fno];
1203                 if (fio_file_done(f))
1204                         continue;
1205
1206                 if (!fio_file_open(f)) {
1207                         int err;
1208
1209                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1210                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1211
1212                         err = td_io_open_file(td, f);
1213                         if (err)
1214                                 continue;
1215                         opened = 1;
1216                 }
1217
1218                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf)) {
1219                         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rand: %p\n", f);
1220                         return f;
1221                 }
1222                 if (opened)
1223                         td_io_close_file(td, f);
1224         } while (1);
1225 }
1226
1227 /*
1228  * Get next file to service by doing round robin between all available ones
1229  */
1230 static struct fio_file *get_next_file_rr(struct thread_data *td, int goodf,
1231                                          int badf)
1232 {
1233         unsigned int old_next_file = td->next_file;
1234         struct fio_file *f;
1235
1236         do {
1237                 int opened = 0;
1238
1239                 f = td->files[td->next_file];
1240
1241                 td->next_file++;
1242                 if (td->next_file >= td->o.nr_files)
1243                         td->next_file = 0;
1244
1245                 dprint(FD_FILE, "trying file %s %x\n", f->file_name, f->flags);
1246                 if (fio_file_done(f)) {
1247                         f = NULL;
1248                         continue;
1249                 }
1250
1251                 if (!fio_file_open(f)) {
1252                         int err;
1253
1254                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1255                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1256
1257                         err = td_io_open_file(td, f);
1258                         if (err) {
1259                                 dprint(FD_FILE, "error %d on open of %s\n",
1260                                         err, f->file_name);
1261                                 f = NULL;
1262                                 continue;
1263                         }
1264                         opened = 1;
1265                 }
1266
1267                 dprint(FD_FILE, "goodf=%x, badf=%x, ff=%x\n", goodf, badf,
1268                                                                 f->flags);
1269                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf))
1270                         break;
1271
1272                 if (opened)
1273                         td_io_close_file(td, f);
1274
1275                 f = NULL;
1276         } while (td->next_file != old_next_file);
1277
1278         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rr: %p\n", f);
1279         return f;
1280 }
1281
1282 static struct fio_file *__get_next_file(struct thread_data *td)
1283 {
1284         struct fio_file *f;
1285
1286         assert(td->o.nr_files <= td->files_index);
1287
1288         if (td->nr_done_files >= td->o.nr_files) {
1289                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: nr_open=%d, nr_done=%d,"
1290                                 " nr_files=%d\n", td->nr_open_files,
1291                                                   td->nr_done_files,
1292                                                   td->o.nr_files);
1293                 return NULL;
1294         }
1295
1296         f = td->file_service_file;
1297         if (f && fio_file_open(f) && !fio_file_closing(f)) {
1298                 if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1299                         goto out;
1300                 if (td->file_service_left--)
1301                         goto out;
1302         }
1303
1304         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RR ||
1305             td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1306                 f = get_next_file_rr(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1307         else
1308                 f = get_next_file_rand(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1309
1310         if (IS_ERR(f))
1311                 return f;
1312
1313         td->file_service_file = f;
1314         td->file_service_left = td->file_service_nr - 1;
1315 out:
1316         if (f)
1317                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: %p [%s]\n", f, f->file_name);
1318         else
1319                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: NULL\n");
1320         return f;
1321 }
1322
1323 static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
1324 {
1325         return __get_next_file(td);
1326 }
1327
1328 static long set_io_u_file(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1329 {
1330         struct fio_file *f;
1331
1332         do {
1333                 f = get_next_file(td);
1334                 if (IS_ERR_OR_NULL(f))
1335                         return PTR_ERR(f);
1336
1337                 io_u->file = f;
1338                 get_file(f);
1339
1340                 if (!fill_io_u(td, io_u))
1341                         break;
1342
1343                 zbd_put_io_u(io_u);
1344
1345                 put_file_log(td, f);
1346                 td_io_close_file(td, f);
1347                 io_u->file = NULL;
1348                 if (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)
1349                         fio_file_reset(td, f);
1350                 else {
1351                         fio_file_set_done(f);
1352                         td->nr_done_files++;
1353                         dprint(FD_FILE, "%s: is done (%d of %d)\n", f->file_name,
1354                                         td->nr_done_files, td->o.nr_files);
1355                 }
1356         } while (1);
1357
1358         return 0;
1359 }
1360
1361 static void lat_fatal(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
1362                       unsigned long long tnsec, unsigned long long max_nsec)
1363 {
1364         if (!td->error)
1365                 log_err("fio: latency of %llu nsec exceeds specified max (%llu nsec)\n", tnsec, max_nsec);
1366         td_verror(td, ETIMEDOUT, "max latency exceeded");
1367         icd->error = ETIMEDOUT;
1368 }
1369
1370 static void lat_new_cycle(struct thread_data *td)
1371 {
1372         fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1373         td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1374         td->latency_failed = 0;
1375 }
1376
1377 /*
1378  * We had an IO outside the latency target. Reduce the queue depth. If we
1379  * are at QD=1, then it's time to give up.
1380  */
1381 static bool __lat_target_failed(struct thread_data *td)
1382 {
1383         if (td->latency_qd == 1)
1384                 return true;
1385
1386         td->latency_qd_high = td->latency_qd;
1387
1388         if (td->latency_qd == td->latency_qd_low)
1389                 td->latency_qd_low--;
1390
1391         td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_low) / 2;
1392
1393         dprint(FD_RATE, "Ramped down: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1394
1395         /*
1396          * When we ramp QD down, quiesce existing IO to prevent
1397          * a storm of ramp downs due to pending higher depth.
1398          */
1399         io_u_quiesce(td);
1400         lat_new_cycle(td);
1401         return false;
1402 }
1403
1404 static bool lat_target_failed(struct thread_data *td)
1405 {
1406         if (td->o.latency_percentile.u.f == 100.0)
1407                 return __lat_target_failed(td);
1408
1409         td->latency_failed++;
1410         return false;
1411 }
1412
1413 void lat_target_init(struct thread_data *td)
1414 {
1415         td->latency_end_run = 0;
1416
1417         if (td->o.latency_target) {
1418                 dprint(FD_RATE, "Latency target=%llu\n", td->o.latency_target);
1419                 fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1420                 td->latency_qd = 1;
1421                 td->latency_qd_high = td->o.iodepth;
1422                 td->latency_qd_low = 1;
1423                 td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1424         } else
1425                 td->latency_qd = td->o.iodepth;
1426 }
1427
1428 void lat_target_reset(struct thread_data *td)
1429 {
1430         if (!td->latency_end_run)
1431                 lat_target_init(td);
1432 }
1433
1434 static void lat_target_success(struct thread_data *td)
1435 {
1436         const unsigned int qd = td->latency_qd;
1437         struct thread_options *o = &td->o;
1438
1439         td->latency_qd_low = td->latency_qd;
1440
1441         /*
1442          * If we haven't failed yet, we double up to a failing value instead
1443          * of bisecting from highest possible queue depth. If we have set
1444          * a limit other than td->o.iodepth, bisect between that.
1445          */
1446         if (td->latency_qd_high != o->iodepth)
1447                 td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_high) / 2;
1448         else
1449                 td->latency_qd *= 2;
1450
1451         if (td->latency_qd > o->iodepth)
1452                 td->latency_qd = o->iodepth;
1453
1454         dprint(FD_RATE, "Ramped up: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1455
1456         /*
1457          * Same as last one, we are done. Let it run a latency cycle, so
1458          * we get only the results from the targeted depth.
1459          */
1460         if (td->latency_qd == qd) {
1461                 if (td->latency_end_run) {
1462                         dprint(FD_RATE, "We are done\n");
1463                         td->done = 1;
1464                 } else {
1465                         dprint(FD_RATE, "Quiesce and final run\n");
1466                         io_u_quiesce(td);
1467                         td->latency_end_run = 1;
1468                         reset_all_stats(td);
1469                         reset_io_stats(td);
1470                 }
1471         }
1472
1473         lat_new_cycle(td);
1474 }
1475
1476 /*
1477  * Check if we can bump the queue depth
1478  */
1479 void lat_target_check(struct thread_data *td)
1480 {
1481         uint64_t usec_window;
1482         uint64_t ios;
1483         double success_ios;
1484
1485         usec_window = utime_since_now(&td->latency_ts);
1486         if (usec_window < td->o.latency_window)
1487                 return;
1488
1489         ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks) - td->latency_ios;
1490         success_ios = (double) (ios - td->latency_failed) / (double) ios;
1491         success_ios *= 100.0;
1492
1493         dprint(FD_RATE, "Success rate: %.2f%% (target %.2f%%)\n", success_ios, td->o.latency_percentile.u.f);
1494
1495         if (success_ios >= td->o.latency_percentile.u.f)
1496                 lat_target_success(td);
1497         else
1498                 __lat_target_failed(td);
1499 }
1500
1501 /*
1502  * If latency target is enabled, we might be ramping up or down and not
1503  * using the full queue depth available.
1504  */
1505 bool queue_full(const struct thread_data *td)
1506 {
1507         const int qempty = io_u_qempty(&td->io_u_freelist);
1508
1509         if (qempty)
1510                 return true;
1511         if (!td->o.latency_target)
1512                 return false;
1513
1514         return td->cur_depth >= td->latency_qd;
1515 }
1516
1517 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
1518 {
1519         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
1520         struct io_u *io_u = NULL;
1521         int ret;
1522
1523         if (td->stop_io)
1524                 return NULL;
1525
1526         if (needs_lock)
1527                 __td_io_u_lock(td);
1528
1529 again:
1530         if (!io_u_rempty(&td->io_u_requeues))
1531                 io_u = io_u_rpop(&td->io_u_requeues);
1532         else if (!queue_full(td)) {
1533                 io_u = io_u_qpop(&td->io_u_freelist);
1534
1535                 io_u->file = NULL;
1536                 io_u->buflen = 0;
1537                 io_u->resid = 0;
1538                 io_u->end_io = NULL;
1539         }
1540
1541         if (io_u) {
1542                 assert(io_u->flags & IO_U_F_FREE);
1543                 io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FREE | IO_U_F_NO_FILE_PUT |
1544                                  IO_U_F_TRIMMED | IO_U_F_BARRIER |
1545                                  IO_U_F_VER_LIST);
1546
1547                 io_u->error = 0;
1548                 io_u->acct_ddir = -1;
1549                 td->cur_depth++;
1550                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1551                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_IN_CUR_DEPTH);
1552                 io_u->ipo = NULL;
1553         } else if (td_async_processing(td)) {
1554                 /*
1555                  * We ran out, wait for async verify threads to finish and
1556                  * return one
1557                  */
1558                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1559                 ret = pthread_cond_wait(&td->free_cond, &td->io_u_lock);
1560                 assert(ret == 0);
1561                 if (!td->error)
1562                         goto again;
1563         }
1564
1565         if (needs_lock)
1566                 __td_io_u_unlock(td);
1567
1568         return io_u;
1569 }
1570
1571 static bool check_get_trim(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1572 {
1573         if (!(td->flags & TD_F_TRIM_BACKLOG))
1574                 return false;
1575         if (!td->trim_entries)
1576                 return false;
1577
1578         if (td->trim_batch) {
1579                 td->trim_batch--;
1580                 if (get_next_trim(td, io_u))
1581                         return true;
1582         } else if (!(td->io_hist_len % td->o.trim_backlog) &&
1583                      td->last_ddir != DDIR_READ) {
1584                 td->trim_batch = td->o.trim_batch;
1585                 if (!td->trim_batch)
1586                         td->trim_batch = td->o.trim_backlog;
1587                 if (get_next_trim(td, io_u))
1588                         return true;
1589         }
1590
1591         return false;
1592 }
1593
1594 static bool check_get_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1595 {
1596         if (!(td->flags & TD_F_VER_BACKLOG))
1597                 return false;
1598
1599         if (td->io_hist_len) {
1600                 int get_verify = 0;
1601
1602                 if (td->verify_batch)
1603                         get_verify = 1;
1604                 else if (!(td->io_hist_len % td->o.verify_backlog) &&
1605                          td->last_ddir != DDIR_READ) {
1606                         td->verify_batch = td->o.verify_batch;
1607                         if (!td->verify_batch)
1608                                 td->verify_batch = td->o.verify_backlog;
1609                         get_verify = 1;
1610                 }
1611
1612                 if (get_verify && !get_next_verify(td, io_u)) {
1613                         td->verify_batch--;
1614                         return true;
1615                 }
1616         }
1617
1618         return false;
1619 }
1620
1621 /*
1622  * Fill offset and start time into the buffer content, to prevent too
1623  * easy compressible data for simple de-dupe attempts. Do this for every
1624  * 512b block in the range, since that should be the smallest block size
1625  * we can expect from a device.
1626  */
1627 static void small_content_scramble(struct io_u *io_u)
1628 {
1629         unsigned long long i, nr_blocks = io_u->buflen >> 9;
1630         unsigned int offset;
1631         uint64_t boffset, *iptr;
1632         char *p;
1633
1634         if (!nr_blocks)
1635                 return;
1636
1637         p = io_u->xfer_buf;
1638         boffset = io_u->offset;
1639
1640         if (io_u->buf_filled_len)
1641                 io_u->buf_filled_len = 0;
1642
1643         /*
1644          * Generate random index between 0..7. We do chunks of 512b, if
1645          * we assume a cacheline is 64 bytes, then we have 8 of those.
1646          * Scramble content within the blocks in the same cacheline to
1647          * speed things up.
1648          */
1649         offset = (io_u->start_time.tv_nsec ^ boffset) & 7;
1650
1651         for (i = 0; i < nr_blocks; i++) {
1652                 /*
1653                  * Fill offset into start of cacheline, time into end
1654                  * of cacheline
1655                  */
1656                 iptr = (void *) p + (offset << 6);
1657                 *iptr = boffset;
1658
1659                 iptr = (void *) p + 64 - 2 * sizeof(uint64_t);
1660                 iptr[0] = io_u->start_time.tv_sec;
1661                 iptr[1] = io_u->start_time.tv_nsec;
1662
1663                 p += 512;
1664                 boffset += 512;
1665         }
1666 }
1667
1668 /*
1669  * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
1670  * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped, populated and submitted.
1671  */
1672 struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
1673 {
1674         struct fio_file *f;
1675         struct io_u *io_u;
1676         int do_scramble = 0;
1677         long ret = 0;
1678
1679         io_u = __get_io_u(td);
1680         if (!io_u) {
1681                 dprint(FD_IO, "__get_io_u failed\n");
1682                 return NULL;
1683         }
1684
1685         if (check_get_verify(td, io_u))
1686                 goto out;
1687         if (check_get_trim(td, io_u))
1688                 goto out;
1689
1690         /*
1691          * from a requeue, io_u already setup
1692          */
1693         if (io_u->file)
1694                 goto out;
1695
1696         /*
1697          * If using an iolog, grab next piece if any available.
1698          */
1699         if (td->flags & TD_F_READ_IOLOG) {
1700                 if (read_iolog_get(td, io_u))
1701                         goto err_put;
1702         } else if (set_io_u_file(td, io_u)) {
1703                 ret = -EBUSY;
1704                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1705                 goto err_put;
1706         }
1707
1708         f = io_u->file;
1709         if (!f) {
1710                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1711                 goto err_put;
1712         }
1713
1714         assert(fio_file_open(f));
1715
1716         if (ddir_rw(io_u->ddir)) {
1717                 if (!io_u->buflen && !td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO)) {
1718                         dprint(FD_IO, "get_io_u: zero buflen on %p\n", io_u);
1719                         goto err_put;
1720                 }
1721
1722                 f->last_start[io_u->ddir] = io_u->offset;
1723                 f->last_pos[io_u->ddir] = io_u->offset + io_u->buflen;
1724
1725                 if (io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
1726                         if (td->flags & TD_F_REFILL_BUFFERS) {
1727                                 io_u_fill_buffer(td, io_u,
1728                                         td->o.min_bs[DDIR_WRITE],
1729                                         io_u->buflen);
1730                         } else if ((td->flags & TD_F_SCRAMBLE_BUFFERS) &&
1731                                    !(td->flags & TD_F_COMPRESS) &&
1732                                    !(td->flags & TD_F_DO_VERIFY))
1733                                 do_scramble = 1;
1734                 } else if (io_u->ddir == DDIR_READ) {
1735                         /*
1736                          * Reset the buf_filled parameters so next time if the
1737                          * buffer is used for writes it is refilled.
1738                          */
1739                         io_u->buf_filled_len = 0;
1740                 }
1741         }
1742
1743         /*
1744          * Set io data pointers.
1745          */
1746         io_u->xfer_buf = io_u->buf;
1747         io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
1748
1749 out:
1750         assert(io_u->file);
1751         if (!td_io_prep(td, io_u)) {
1752                 if (!td->o.disable_lat)
1753                         fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
1754
1755                 if (do_scramble)
1756                         small_content_scramble(io_u);
1757
1758                 return io_u;
1759         }
1760 err_put:
1761         dprint(FD_IO, "get_io_u failed\n");
1762         put_io_u(td, io_u);
1763         return ERR_PTR(ret);
1764 }
1765
1766 static void __io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1767 {
1768         enum error_type_bit eb = td_error_type(io_u->ddir, io_u->error);
1769
1770         if (td_non_fatal_error(td, eb, io_u->error) && !td->o.error_dump)
1771                 return;
1772
1773         log_err("fio: io_u error%s%s: %s: %s offset=%llu, buflen=%llu\n",
1774                 io_u->file ? " on file " : "",
1775                 io_u->file ? io_u->file->file_name : "",
1776                 strerror(io_u->error),
1777                 io_ddir_name(io_u->ddir),
1778                 io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
1779
1780         if (td->io_ops->errdetails) {
1781                 char *err = td->io_ops->errdetails(io_u);
1782
1783                 log_err("fio: %s\n", err);
1784                 free(err);
1785         }
1786
1787         if (!td->error)
1788                 td_verror(td, io_u->error, "io_u error");
1789 }
1790
1791 void io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1792 {
1793         __io_u_log_error(td, io_u);
1794         if (td->parent)
1795                 __io_u_log_error(td->parent, io_u);
1796 }
1797
1798 static inline bool gtod_reduce(struct thread_data *td)
1799 {
1800         return (td->o.disable_clat && td->o.disable_slat && td->o.disable_bw)
1801                         || td->o.gtod_reduce;
1802 }
1803
1804 static void trim_block_info(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1805 {
1806         uint32_t *info = io_u_block_info(td, io_u);
1807
1808         if (BLOCK_INFO_STATE(*info) >= BLOCK_STATE_TRIM_FAILURE)
1809                 return;
1810
1811         *info = BLOCK_INFO(BLOCK_STATE_TRIMMED, BLOCK_INFO_TRIMS(*info) + 1);
1812 }
1813
1814 static void account_io_completion(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1815                                   struct io_completion_data *icd,
1816                                   const enum fio_ddir idx, unsigned int bytes)
1817 {
1818         const int no_reduce = !gtod_reduce(td);
1819         unsigned long long llnsec = 0;
1820
1821         if (td->parent)
1822                 td = td->parent;
1823
1824         if (!td->o.stats || td_ioengine_flagged(td, FIO_NOSTATS))
1825                 return;
1826
1827         if (no_reduce)
1828                 llnsec = ntime_since(&io_u->issue_time, &icd->time);
1829
1830         if (!td->o.disable_lat) {
1831                 unsigned long long tnsec;
1832
1833                 tnsec = ntime_since(&io_u->start_time, &icd->time);
1834                 add_lat_sample(td, idx, tnsec, bytes, io_u->offset);
1835
1836                 if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
1837                         struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
1838
1839                         if (ops->io_u_lat)
1840                                 icd->error = ops->io_u_lat(td, tnsec);
1841                 }
1842
1843                 if (td->o.max_latency && tnsec > td->o.max_latency)
1844                         lat_fatal(td, icd, tnsec, td->o.max_latency);
1845                 if (td->o.latency_target && tnsec > td->o.latency_target) {
1846                         if (lat_target_failed(td))
1847                                 lat_fatal(td, icd, tnsec, td->o.latency_target);
1848                 }
1849         }
1850
1851         if (ddir_rw(idx)) {
1852                 if (!td->o.disable_clat) {
1853                         add_clat_sample(td, idx, llnsec, bytes, io_u->offset);
1854                         io_u_mark_latency(td, llnsec);
1855                 }
1856
1857                 if (!td->o.disable_bw && per_unit_log(td->bw_log))
1858                         add_bw_sample(td, io_u, bytes, llnsec);
1859
1860                 if (no_reduce && per_unit_log(td->iops_log))
1861                         add_iops_sample(td, io_u, bytes);
1862         } else if (ddir_sync(idx) && !td->o.disable_clat)
1863                 add_sync_clat_sample(&td->ts, llnsec);
1864
1865         if (td->ts.nr_block_infos && io_u->ddir == DDIR_TRIM)
1866                 trim_block_info(td, io_u);
1867 }
1868
1869 static void file_log_write_comp(const struct thread_data *td, struct fio_file *f,
1870                                 uint64_t offset, unsigned int bytes)
1871 {
1872         int idx;
1873
1874         if (!f)
1875                 return;
1876
1877         if (f->first_write == -1ULL || offset < f->first_write)
1878                 f->first_write = offset;
1879         if (f->last_write == -1ULL || ((offset + bytes) > f->last_write))
1880                 f->last_write = offset + bytes;
1881
1882         if (!f->last_write_comp)
1883                 return;
1884
1885         idx = f->last_write_idx++;
1886         f->last_write_comp[idx] = offset;
1887         if (f->last_write_idx == td->o.iodepth)
1888                 f->last_write_idx = 0;
1889 }
1890
1891 static bool should_account(struct thread_data *td)
1892 {
1893         return ramp_time_over(td) && (td->runstate == TD_RUNNING ||
1894                                            td->runstate == TD_VERIFYING);
1895 }
1896
1897 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u **io_u_ptr,
1898                          struct io_completion_data *icd)
1899 {
1900         struct io_u *io_u = *io_u_ptr;
1901         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
1902         struct fio_file *f = io_u->file;
1903
1904         dprint_io_u(io_u, "complete");
1905
1906         assert(io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT);
1907         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT | IO_U_F_BUSY_OK);
1908
1909         /*
1910          * Mark IO ok to verify
1911          */
1912         if (io_u->ipo) {
1913                 /*
1914                  * Remove errored entry from the verification list
1915                  */
1916                 if (io_u->error)
1917                         unlog_io_piece(td, io_u);
1918                 else {
1919                         io_u->ipo->flags &= ~IP_F_IN_FLIGHT;
1920                         write_barrier();
1921                 }
1922         }
1923
1924         if (ddir_sync(ddir)) {
1925                 td->last_was_sync = true;
1926                 if (f) {
1927                         f->first_write = -1ULL;
1928                         f->last_write = -1ULL;
1929                 }
1930                 if (should_account(td))
1931                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, io_u->buflen);
1932                 return;
1933         }
1934
1935         td->last_was_sync = false;
1936         td->last_ddir = ddir;
1937
1938         if (!io_u->error && ddir_rw(ddir)) {
1939                 unsigned long long bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
1940                 int ret;
1941
1942                 td->io_blocks[ddir]++;
1943                 td->io_bytes[ddir] += bytes;
1944
1945                 if (!(io_u->flags & IO_U_F_VER_LIST)) {
1946                         td->this_io_blocks[ddir]++;
1947                         td->this_io_bytes[ddir] += bytes;
1948                 }
1949
1950                 if (ddir == DDIR_WRITE)
1951                         file_log_write_comp(td, f, io_u->offset, bytes);
1952
1953                 if (should_account(td))
1954                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, bytes);
1955
1956                 icd->bytes_done[ddir] += bytes;
1957
1958                 if (io_u->end_io) {
1959                         ret = io_u->end_io(td, io_u_ptr);
1960                         io_u = *io_u_ptr;
1961                         if (ret && !icd->error)
1962                                 icd->error = ret;
1963                 }
1964         } else if (io_u->error) {
1965                 icd->error = io_u->error;
1966                 io_u_log_error(td, io_u);
1967         }
1968         if (icd->error) {
1969                 enum error_type_bit eb = td_error_type(ddir, icd->error);
1970
1971                 if (!td_non_fatal_error(td, eb, icd->error))
1972                         return;
1973
1974                 /*
1975                  * If there is a non_fatal error, then add to the error count
1976                  * and clear all the errors.
1977                  */
1978                 update_error_count(td, icd->error);
1979                 td_clear_error(td);
1980                 icd->error = 0;
1981                 if (io_u)
1982                         io_u->error = 0;
1983         }
1984 }
1985
1986 static void init_icd(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
1987                      int nr)
1988 {
1989         int ddir;
1990
1991         if (!gtod_reduce(td))
1992                 fio_gettime(&icd->time, NULL);
1993
1994         icd->nr = nr;
1995
1996         icd->error = 0;
1997         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
1998                 icd->bytes_done[ddir] = 0;
1999 }
2000
2001 static void ios_completed(struct thread_data *td,
2002                           struct io_completion_data *icd)
2003 {
2004         struct io_u *io_u;
2005         int i;
2006
2007         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
2008                 io_u = td->io_ops->event(td, i);
2009
2010                 io_completed(td, &io_u, icd);
2011
2012                 if (io_u)
2013                         put_io_u(td, io_u);
2014         }
2015 }
2016
2017 /*
2018  * Complete a single io_u for the sync engines.
2019  */
2020 int io_u_sync_complete(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2021 {
2022         struct io_completion_data icd;
2023         int ddir;
2024
2025         init_icd(td, &icd, 1);
2026         io_completed(td, &io_u, &icd);
2027
2028         if (io_u)
2029                 put_io_u(td, io_u);
2030
2031         if (icd.error) {
2032                 td_verror(td, icd.error, "io_u_sync_complete");
2033                 return -1;
2034         }
2035
2036         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2037                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2038
2039         return 0;
2040 }
2041
2042 /*
2043  * Called to complete min_events number of io for the async engines.
2044  */
2045 int io_u_queued_complete(struct thread_data *td, int min_evts)
2046 {
2047         struct io_completion_data icd;
2048         struct timespec *tvp = NULL;
2049         int ret, ddir;
2050         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0, };
2051
2052         dprint(FD_IO, "io_u_queued_complete: min=%d\n", min_evts);
2053
2054         if (!min_evts)
2055                 tvp = &ts;
2056         else if (min_evts > td->cur_depth)
2057                 min_evts = td->cur_depth;
2058
2059         /* No worries, td_io_getevents fixes min and max if they are
2060          * set incorrectly */
2061         ret = td_io_getevents(td, min_evts, td->o.iodepth_batch_complete_max, tvp);
2062         if (ret < 0) {
2063                 td_verror(td, -ret, "td_io_getevents");
2064                 return ret;
2065         } else if (!ret)
2066                 return ret;
2067
2068         init_icd(td, &icd, ret);
2069         ios_completed(td, &icd);
2070         if (icd.error) {
2071                 td_verror(td, icd.error, "io_u_queued_complete");
2072                 return -1;
2073         }
2074
2075         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2076                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2077
2078         return ret;
2079 }
2080
2081 /*
2082  * Call when io_u is really queued, to update the submission latency.
2083  */
2084 void io_u_queued(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2085 {
2086         if (!td->o.disable_slat && ramp_time_over(td) && td->o.stats) {
2087                 unsigned long slat_time;
2088
2089                 slat_time = ntime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time);
2090
2091                 if (td->parent)
2092                         td = td->parent;
2093
2094                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, slat_time, io_u->xfer_buflen,
2095                                 io_u->offset);
2096         }
2097 }
2098
2099 /*
2100  * See if we should reuse the last seed, if dedupe is enabled
2101  */
2102 static struct frand_state *get_buf_state(struct thread_data *td)
2103 {
2104         unsigned int v;
2105
2106         if (!td->o.dedupe_percentage)
2107                 return &td->buf_state;
2108         else if (td->o.dedupe_percentage == 100) {
2109                 frand_copy(&td->buf_state_prev, &td->buf_state);
2110                 return &td->buf_state;
2111         }
2112
2113         v = rand_between(&td->dedupe_state, 1, 100);
2114
2115         if (v <= td->o.dedupe_percentage)
2116                 return &td->buf_state_prev;
2117
2118         return &td->buf_state;
2119 }
2120
2121 static void save_buf_state(struct thread_data *td, struct frand_state *rs)
2122 {
2123         if (td->o.dedupe_percentage == 100)
2124                 frand_copy(rs, &td->buf_state_prev);
2125         else if (rs == &td->buf_state)
2126                 frand_copy(&td->buf_state_prev, rs);
2127 }
2128
2129 void fill_io_buffer(struct thread_data *td, void *buf, unsigned long long min_write,
2130                     unsigned long long max_bs)
2131 {
2132         struct thread_options *o = &td->o;
2133
2134         if (o->mem_type == MEM_CUDA_MALLOC)
2135                 return;
2136
2137         if (o->compress_percentage || o->dedupe_percentage) {
2138                 unsigned int perc = td->o.compress_percentage;
2139                 struct frand_state *rs;
2140                 unsigned long long left = max_bs;
2141                 unsigned long long this_write;
2142
2143                 do {
2144                         rs = get_buf_state(td);
2145
2146                         min_write = min(min_write, left);
2147
2148                         if (perc) {
2149                                 this_write = min_not_zero(min_write,
2150                                                         (unsigned long long) td->o.compress_chunk);
2151
2152                                 fill_random_buf_percentage(rs, buf, perc,
2153                                         this_write, this_write,
2154                                         o->buffer_pattern,
2155                                         o->buffer_pattern_bytes);
2156                         } else {
2157                                 fill_random_buf(rs, buf, min_write);
2158                                 this_write = min_write;
2159                         }
2160
2161                         buf += this_write;
2162                         left -= this_write;
2163                         save_buf_state(td, rs);
2164                 } while (left);
2165         } else if (o->buffer_pattern_bytes)
2166                 fill_buffer_pattern(td, buf, max_bs);
2167         else if (o->zero_buffers)
2168                 memset(buf, 0, max_bs);
2169         else
2170                 fill_random_buf(get_buf_state(td), buf, max_bs);
2171 }
2172
2173 /*
2174  * "randomly" fill the buffer contents
2175  */
2176 void io_u_fill_buffer(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
2177                       unsigned long long min_write, unsigned long long max_bs)
2178 {
2179         io_u->buf_filled_len = 0;
2180         fill_io_buffer(td, io_u->buf, min_write, max_bs);
2181 }
2182
2183 static int do_sync_file_range(const struct thread_data *td,
2184                               struct fio_file *f)
2185 {
2186         off64_t offset, nbytes;
2187
2188         offset = f->first_write;
2189         nbytes = f->last_write - f->first_write;
2190
2191         if (!nbytes)
2192                 return 0;
2193
2194         return sync_file_range(f->fd, offset, nbytes, td->o.sync_file_range);
2195 }
2196
2197 int do_io_u_sync(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2198 {
2199         int ret;
2200
2201         if (io_u->ddir == DDIR_SYNC) {
2202                 ret = fsync(io_u->file->fd);
2203         } else if (io_u->ddir == DDIR_DATASYNC) {
2204 #ifdef CONFIG_FDATASYNC
2205                 ret = fdatasync(io_u->file->fd);
2206 #else
2207                 ret = io_u->xfer_buflen;
2208                 io_u->error = EINVAL;
2209 #endif
2210         } else if (io_u->ddir == DDIR_SYNC_FILE_RANGE)
2211                 ret = do_sync_file_range(td, io_u->file);
2212         else {
2213                 ret = io_u->xfer_buflen;
2214                 io_u->error = EINVAL;
2215         }
2216
2217         if (ret < 0)
2218                 io_u->error = errno;
2219
2220         return ret;
2221 }
2222
2223 int do_io_u_trim(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2224 {
2225 #ifndef FIO_HAVE_TRIM
2226         io_u->error = EINVAL;
2227         return 0;
2228 #else
2229         struct fio_file *f = io_u->file;
2230         int ret;
2231
2232         ret = os_trim(f, io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
2233         if (!ret)
2234                 return io_u->xfer_buflen;
2235
2236         io_u->error = ret;
2237         return 0;
2238 #endif
2239 }