io_u.c

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