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
  14 struct io_completion_data {
  15         int nr;                         /* input */
  16
  17         int error;                      /* output */
  18         uint64_t bytes_done[DDIR_RWDIR_CNT];    /* output */
  19         struct timespec time;           /* output */
  20 };
  21
  22 /*
  23  * The ->io_axmap contains a map of blocks we have or have not done io
  24  * to yet. Used to make sure we cover the entire range in a fair fashion.
  25  */
  26 static bool random_map_free(struct fio_file *f, const uint64_t block)
  27 {
  28         return !axmap_isset(f->io_axmap, block);
  29 }
  30
  31 /*
  32  * Mark a given offset as used in the map.
  33  */
  34 static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
  35 {
  36         unsigned int min_bs = td->o.min_bs[io_u->ddir];
  37         struct fio_file *f = io_u->file;
  38         unsigned int nr_blocks;
  39         uint64_t block;
  40
  41         block = (io_u->offset - f->file_offset) / (uint64_t) min_bs;
  42         nr_blocks = (io_u->buflen + min_bs - 1) / min_bs;
  43
  44         if (!(io_u->flags & IO_U_F_BUSY_OK))
  45                 nr_blocks = axmap_set_nr(f->io_axmap, block, nr_blocks);
  46
  47         if ((nr_blocks * min_bs) < io_u->buflen)
  48                 io_u->buflen = nr_blocks * min_bs;
  49 }
  50
  51 static uint64_t last_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  52                            enum fio_ddir ddir)
  53 {
  54         uint64_t max_blocks;
  55         uint64_t max_size;
  56
  57         assert(ddir_rw(ddir));
  58
  59         /*
  60          * Hmm, should we make sure that ->io_size <= ->real_file_size?
  61          * -> not for now since there is code assuming it could go either.
  62          */
  63         max_size = f->io_size;
  64         if (max_size > f->real_file_size)
  65                 max_size = f->real_file_size;
  66
  67         if (td->o.zone_range)
  68                 max_size = td->o.zone_range;
  69
  70         if (td->o.min_bs[ddir] > td->o.ba[ddir])
  71                 max_size -= td->o.min_bs[ddir] - td->o.ba[ddir];
  72
  73         max_blocks = max_size / (uint64_t) td->o.ba[ddir];
  74         if (!max_blocks)
  75                 return 0;
  76
  77         return max_blocks;
  78 }
  79
  80 struct rand_off {
  81         struct flist_head list;
  82         uint64_t off;
  83 };
  84
  85 static int __get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  86                                   enum fio_ddir ddir, uint64_t *b,
  87                                   uint64_t lastb)
  88 {
  89         uint64_t r;
  90
  91         if (td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE ||
  92             td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE64) {
  93
  94                 r = __rand(&td->random_state);
  95
  96                 dprint(FD_RANDOM, "off rand %llu\n", (unsigned long long) r);
  97
  98                 *b = lastb * (r / (rand_max(&td->random_state) + 1.0));
  99         } else {
 100                 uint64_t off = 0;
 101
 102                 assert(fio_file_lfsr(f));
 103
 104                 if (lfsr_next(&f->lfsr, &off))
 105                         return 1;
 106
 107                 *b = off;
 108         }
 109
 110         /*
 111          * if we are not maintaining a random map, we are done.
 112          */
 113         if (!file_randommap(td, f))
 114                 goto ret;
 115
 116         /*
 117          * calculate map offset and check if it's free
 118          */
 119         if (random_map_free(f, *b))
 120                 goto ret;
 121
 122         dprint(FD_RANDOM, "get_next_rand_offset: offset %llu busy\n",
 123                                                 (unsigned long long) *b);
 124
 125         *b = axmap_next_free(f->io_axmap, *b);
 126         if (*b == (uint64_t) -1ULL)
 127                 return 1;
 128 ret:
 129         return 0;
 130 }
 131
 132 static int __get_next_rand_offset_zipf(struct thread_data *td,
 133                                        struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 134                                        uint64_t *b)
 135 {
 136         *b = zipf_next(&f->zipf);
 137         return 0;
 138 }
 139
 140 static int __get_next_rand_offset_pareto(struct thread_data *td,
 141                                          struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 142                                          uint64_t *b)
 143 {
 144         *b = pareto_next(&f->zipf);
 145         return 0;
 146 }
 147
 148 static int __get_next_rand_offset_gauss(struct thread_data *td,
 149                                         struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 150                                         uint64_t *b)
 151 {
 152         *b = gauss_next(&f->gauss);
 153         return 0;
 154 }
 155
 156 static int __get_next_rand_offset_zoned_abs(struct thread_data *td,
 157                                             struct fio_file *f,
 158                                             enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 159 {
 160         struct zone_split_index *zsi;
 161         uint64_t lastb, send, stotal;
 162         unsigned int v;
 163
 164         lastb = last_block(td, f, ddir);
 165         if (!lastb)
 166                 return 1;
 167
 168         if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
 169 bail:
 170                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 171         }
 172
 173         /*
 174          * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
 175          */
 176         v = rand32_between(&td->zone_state, 1, 100);
 177
 178         /*
 179          * Find our generated table. 'send' is the end block of this zone,
 180          * 'stotal' is our start offset.
 181          */
 182         zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
 183         stotal = zsi->size_prev / td->o.ba[ddir];
 184         send = zsi->size / td->o.ba[ddir];
 185
 186         /*
 187          * Should never happen
 188          */
 189         if (send == -1U) {
 190                 if (!fio_did_warn(FIO_WARN_ZONED_BUG))
 191                         log_err("fio: bug in zoned generation\n");
 192                 goto bail;
 193         } else if (send > lastb) {
 194                 /*
 195                  * This happens if the user specifies ranges that exceed
 196                  * the file/device size. We can't handle that gracefully,
 197                  * so error and exit.
 198                  */
 199                 log_err("fio: zoned_abs sizes exceed file size\n");
 200                 return 1;
 201         }
 202
 203         /*
 204          * Generate index from 0..send-stotal
 205          */
 206         if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, send - stotal) == 1)
 207                 return 1;
 208
 209         *b += stotal;
 210         return 0;
 211 }
 212
 213 static int __get_next_rand_offset_zoned(struct thread_data *td,
 214                                         struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 215                                         uint64_t *b)
 216 {
 217         unsigned int v, send, stotal;
 218         uint64_t offset, lastb;
 219         struct zone_split_index *zsi;
 220
 221         lastb = last_block(td, f, ddir);
 222         if (!lastb)
 223                 return 1;
 224
 225         if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
 226 bail:
 227                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 228         }
 229
 230         /*
 231          * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
 232          */
 233         v = rand32_between(&td->zone_state, 1, 100);
 234
 235         zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
 236         stotal = zsi->size_perc_prev;
 237         send = zsi->size_perc;
 238
 239         /*
 240          * Should never happen
 241          */
 242         if (send == -1U) {
 243                 if (!fio_did_warn(FIO_WARN_ZONED_BUG))
 244                         log_err("fio: bug in zoned generation\n");
 245                 goto bail;
 246         }
 247
 248         /*
 249          * 'send' is some percentage below or equal to 100 that
 250          * marks the end of the current IO range. 'stotal' marks
 251          * the start, in percent.
 252          */
 253         if (stotal)
 254                 offset = stotal * lastb / 100ULL;
 255         else
 256                 offset = 0;
 257
 258         lastb = lastb * (send - stotal) / 100ULL;
 259
 260         /*
 261          * Generate index from 0..send-of-lastb
 262          */
 263         if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb) == 1)
 264                 return 1;
 265
 266         /*
 267          * Add our start offset, if any
 268          */
 269         if (offset)
 270                 *b += offset;
 271
 272         return 0;
 273 }
 274
 275 static int flist_cmp(void *data, struct flist_head *a, struct flist_head *b)
 276 {
 277         struct rand_off *r1 = flist_entry(a, struct rand_off, list);
 278         struct rand_off *r2 = flist_entry(b, struct rand_off, list);
 279
 280         return r1->off - r2->off;
 281 }
 282
 283 static int get_off_from_method(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 284                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 285 {
 286         if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_RANDOM) {
 287                 uint64_t lastb;
 288
 289                 lastb = last_block(td, f, ddir);
 290                 if (!lastb)
 291                         return 1;
 292
 293                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 294         } else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZIPF)
 295                 return __get_next_rand_offset_zipf(td, f, ddir, b);
 296         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_PARETO)
 297                 return __get_next_rand_offset_pareto(td, f, ddir, b);
 298         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_GAUSS)
 299                 return __get_next_rand_offset_gauss(td, f, ddir, b);
 300         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED)
 301                 return __get_next_rand_offset_zoned(td, f, ddir, b);
 302         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED_ABS)
 303                 return __get_next_rand_offset_zoned_abs(td, f, ddir, b);
 304
 305         log_err("fio: unknown random distribution: %d\n", td->o.random_distribution);
 306         return 1;
 307 }
 308
 309 /*
 310  * Sort the reads for a verify phase in batches of verifysort_nr, if
 311  * specified.
 312  */
 313 static inline bool should_sort_io(struct thread_data *td)
 314 {
 315         if (!td->o.verifysort_nr || !td->o.do_verify)
 316                 return false;
 317         if (!td_random(td))
 318                 return false;
 319         if (td->runstate != TD_VERIFYING)
 320                 return false;
 321         if (td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE ||
 322             td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE64)
 323                 return false;
 324
 325         return true;
 326 }
 327
 328 static bool should_do_random(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 329 {
 330         unsigned int v;
 331
 332         if (td->o.perc_rand[ddir] == 100)
 333                 return true;
 334
 335         v = rand32_between(&td->seq_rand_state[ddir], 1, 100);
 336
 337         return v <= td->o.perc_rand[ddir];
 338 }
 339
 340 static int get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 341                                 enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 342 {
 343         struct rand_off *r;
 344         int i, ret = 1;
 345
 346         if (!should_sort_io(td))
 347                 return get_off_from_method(td, f, ddir, b);
 348
 349         if (!flist_empty(&td->next_rand_list)) {
 350 fetch:
 351                 r = flist_first_entry(&td->next_rand_list, struct rand_off, list);
 352                 flist_del(&r->list);
 353                 *b = r->off;
 354                 free(r);
 355                 return 0;
 356         }
 357
 358         for (i = 0; i < td->o.verifysort_nr; i++) {
 359                 r = malloc(sizeof(*r));
 360
 361                 ret = get_off_from_method(td, f, ddir, &r->off);
 362                 if (ret) {
 363                         free(r);
 364                         break;
 365                 }
 366
 367                 flist_add(&r->list, &td->next_rand_list);
 368         }
 369
 370         if (ret && !i)
 371                 return ret;
 372
 373         assert(!flist_empty(&td->next_rand_list));
 374         flist_sort(NULL, &td->next_rand_list, flist_cmp);
 375         goto fetch;
 376 }
 377
 378 static void loop_cache_invalidate(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 379 {
 380         struct thread_options *o = &td->o;
 381
 382         if (o->invalidate_cache && !o->odirect) {
 383                 int fio_unused ret;
 384
 385                 ret = file_invalidate_cache(td, f);
 386         }
 387 }
 388
 389 static int get_next_rand_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 390                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 391 {
 392         if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
 393                 return 0;
 394
 395         if (td->o.time_based ||
 396             (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)) {
 397                 fio_file_reset(td, f);
 398                 if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
 399                         return 0;
 400                 loop_cache_invalidate(td, f);
 401         }
 402
 403         dprint(FD_IO, "%s: rand offset failed, last=%llu, size=%llu\n",
 404                         f->file_name, (unsigned long long) f->last_pos[ddir],
 405                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 406         return 1;
 407 }
 408
 409 static int get_next_seq_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 410                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *offset)
 411 {
 412         struct thread_options *o = &td->o;
 413
 414         assert(ddir_rw(ddir));
 415
 416         /*
 417          * If we reach the end for a time based run, reset us back to 0
 418          * and invalidate the cache, if we need to.
 419          */
 420         if (f->last_pos[ddir] >= f->io_size + get_start_offset(td, f) &&
 421             o->time_based) {
 422                 f->last_pos[ddir] = f->file_offset;
 423                 loop_cache_invalidate(td, f);
 424         }
 425
 426         if (f->last_pos[ddir] < f->real_file_size) {
 427                 uint64_t pos;
 428
 429                 /*
 430                  * Only rewind if we already hit the end
 431                  */
 432                 if (f->last_pos[ddir] == f->file_offset &&
 433                     f->file_offset && o->ddir_seq_add < 0) {
 434                         if (f->real_file_size > f->io_size)
 435                                 f->last_pos[ddir] = f->io_size;
 436                         else
 437                                 f->last_pos[ddir] = f->real_file_size;
 438                 }
 439
 440                 pos = f->last_pos[ddir] - f->file_offset;
 441                 if (pos && o->ddir_seq_add) {
 442                         pos += o->ddir_seq_add;
 443
 444                         /*
 445                          * If we reach beyond the end of the file
 446                          * with holed IO, wrap around to the
 447                          * beginning again. If we're doing backwards IO,
 448                          * wrap to the end.
 449                          */
 450                         if (pos >= f->real_file_size) {
 451                                 if (o->ddir_seq_add > 0)
 452                                         pos = f->file_offset;
 453                                 else {
 454                                         if (f->real_file_size > f->io_size)
 455                                                 pos = f->io_size;
 456                                         else
 457                                                 pos = f->real_file_size;
 458
 459                                         pos += o->ddir_seq_add;
 460                                 }
 461                         }
 462                 }
 463
 464                 *offset = pos;
 465                 return 0;
 466         }
 467
 468         return 1;
 469 }
 470
 471 static int get_next_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 472                           enum fio_ddir ddir, int rw_seq,
 473                           bool *is_random)
 474 {
 475         struct fio_file *f = io_u->file;
 476         uint64_t b, offset;
 477         int ret;
 478
 479         assert(ddir_rw(ddir));
 480
 481         b = offset = -1ULL;
 482
 483         if (rw_seq) {
 484                 if (td_random(td)) {
 485                         if (should_do_random(td, ddir)) {
 486                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 487                                 *is_random = true;
 488                         } else {
 489                                 *is_random = false;
 490                                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 491                                 ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 492                                 if (ret)
 493                                         ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 494                         }
 495                 } else {
 496                         *is_random = false;
 497                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 498                 }
 499         } else {
 500                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 501                 *is_random = false;
 502
 503                 if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_SEQ) {
 504                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 505                         if (ret) {
 506                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 507                                 *is_random = false;
 508                         }
 509                 } else if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_IDENT) {
 510                         if (f->last_start[ddir] != -1ULL)
 511                                 offset = f->last_start[ddir] - f->file_offset;
 512                         else
 513                                 offset = 0;
 514                         ret = 0;
 515                 } else {
 516                         log_err("fio: unknown rw_seq=%d\n", td->o.rw_seq);
 517                         ret = 1;
 518                 }
 519         }
 520
 521         if (!ret) {
 522                 if (offset != -1ULL)
 523                         io_u->offset = offset;
 524                 else if (b != -1ULL)
 525                         io_u->offset = b * td->o.ba[ddir];
 526                 else {
 527                         log_err("fio: bug in offset generation: offset=%llu, b=%llu\n", (unsigned long long) offset, (unsigned long long) b);
 528                         ret = 1;
 529                 }
 530         }
 531
 532         return ret;
 533 }
 534
 535 /*
 536  * For random io, generate a random new block and see if it's used. Repeat
 537  * until we find a free one. For sequential io, just return the end of
 538  * the last io issued.
 539  */
 540 static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 541                            bool *is_random)
 542 {
 543         struct fio_file *f = io_u->file;
 544         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
 545         int rw_seq_hit = 0;
 546
 547         assert(ddir_rw(ddir));
 548
 549         if (td->o.ddir_seq_nr && !--td->ddir_seq_nr) {
 550                 rw_seq_hit = 1;
 551                 td->ddir_seq_nr = td->o.ddir_seq_nr;
 552         }
 553
 554         if (get_next_block(td, io_u, ddir, rw_seq_hit, is_random))
 555                 return 1;
 556
 557         if (io_u->offset >= f->io_size) {
 558                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= io_size %llu\n",
 559                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 560                                         (unsigned long long) f->io_size);
 561                 return 1;
 562         }
 563
 564         io_u->offset += f->file_offset;
 565         if (io_u->offset >= f->real_file_size) {
 566                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= size %llu\n",
 567                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 568                                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 569                 return 1;
 570         }
 571
 572         return 0;
 573 }
 574
 575 static inline bool io_u_fits(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 576                              unsigned int buflen)
 577 {
 578         struct fio_file *f = io_u->file;
 579
 580         return io_u->offset + buflen <= f->io_size + get_start_offset(td, f);
 581 }
 582
 583 static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 584                                     bool is_random)
 585 {
 586         int ddir = io_u->ddir;
 587         unsigned int buflen = 0;
 588         unsigned int minbs, maxbs;
 589         uint64_t frand_max, r;
 590         bool power_2;
 591
 592         assert(ddir_rw(ddir));
 593
 594         if (td->o.bs_is_seq_rand)
 595                 ddir = is_random ? DDIR_WRITE : DDIR_READ;
 596
 597         minbs = td->o.min_bs[ddir];
 598         maxbs = td->o.max_bs[ddir];
 599
 600         if (minbs == maxbs)
 601                 return minbs;
 602
 603         /*
 604          * If we can't satisfy the min block size from here, then fail
 605          */
 606         if (!io_u_fits(td, io_u, minbs))
 607                 return 0;
 608
 609         frand_max = rand_max(&td->bsrange_state[ddir]);
 610         do {
 611                 r = __rand(&td->bsrange_state[ddir]);
 612
 613                 if (!td->o.bssplit_nr[ddir]) {
 614                         buflen = 1 + (unsigned int) ((double) maxbs *
 615                                         (r / (frand_max + 1.0)));
 616                         if (buflen < minbs)
 617                                 buflen = minbs;
 618                 } else {
 619                         long long perc = 0;
 620                         unsigned int i;
 621
 622                         for (i = 0; i < td->o.bssplit_nr[ddir]; i++) {
 623                                 struct bssplit *bsp = &td->o.bssplit[ddir][i];
 624
 625                                 buflen = bsp->bs;
 626                                 perc += bsp->perc;
 627                                 if (!perc)
 628                                         break;
 629                                 if ((r / perc <= frand_max / 100ULL) &&
 630                                     io_u_fits(td, io_u, buflen))
 631                                         break;
 632                         }
 633                 }
 634
 635                 power_2 = is_power_of_2(minbs);
 636                 if (!td->o.bs_unaligned && power_2)
 637                         buflen &= ~(minbs - 1);
 638                 else if (!td->o.bs_unaligned && !power_2)
 639                         buflen -= buflen % minbs;
 640         } while (!io_u_fits(td, io_u, buflen));
 641
 642         return buflen;
 643 }
 644
 645 static void set_rwmix_bytes(struct thread_data *td)
 646 {
 647         unsigned int diff;
 648
 649         /*
 650          * we do time or byte based switch. this is needed because
 651          * buffered writes may issue a lot quicker than they complete,
 652          * whereas reads do not.
 653          */
 654         diff = td->o.rwmix[td->rwmix_ddir ^ 1];
 655         td->rwmix_issues = (td->io_issues[td->rwmix_ddir] * diff) / 100;
 656 }
 657
 658 static inline enum fio_ddir get_rand_ddir(struct thread_data *td)
 659 {
 660         unsigned int v;
 661
 662         v = rand32_between(&td->rwmix_state, 1, 100);
 663
 664         if (v <= td->o.rwmix[DDIR_READ])
 665                 return DDIR_READ;
 666
 667         return DDIR_WRITE;
 668 }
 669
 670 int io_u_quiesce(struct thread_data *td)
 671 {
 672         int completed = 0;
 673
 674         /*
 675          * We are going to sleep, ensure that we flush anything pending as
 676          * not to skew our latency numbers.
 677          *
 678          * Changed to only monitor 'in flight' requests here instead of the
 679          * td->cur_depth, b/c td->cur_depth does not accurately represent
 680          * io's that have been actually submitted to an async engine,
 681          * and cur_depth is meaningless for sync engines.
 682          */
 683         if (td->io_u_queued || td->cur_depth) {
 684                 int fio_unused ret;
 685
 686                 ret = td_io_commit(td);
 687         }
 688
 689         while (td->io_u_in_flight) {
 690                 int ret;
 691
 692                 ret = io_u_queued_complete(td, 1);
 693                 if (ret > 0)
 694                         completed += ret;
 695         }
 696
 697         if (td->flags & TD_F_REGROW_LOGS)
 698                 regrow_logs(td);
 699
 700         return completed;
 701 }
 702
 703 static enum fio_ddir rate_ddir(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 704 {
 705         enum fio_ddir odir = ddir ^ 1;
 706         uint64_t usec;
 707         uint64_t now;
 708
 709         assert(ddir_rw(ddir));
 710         now = utime_since_now(&td->start);
 711
 712         /*
 713          * if rate_next_io_time is in the past, need to catch up to rate
 714          */
 715         if (td->rate_next_io_time[ddir] <= now)
 716                 return ddir;
 717
 718         /*
 719          * We are ahead of rate in this direction. See if we
 720          * should switch.
 721          */
 722         if (td_rw(td) && td->o.rwmix[odir]) {
 723                 /*
 724                  * Other direction is behind rate, switch
 725                  */
 726                 if (td->rate_next_io_time[odir] <= now)
 727                         return odir;
 728
 729                 /*
 730                  * Both directions are ahead of rate. sleep the min,
 731                  * switch if necessary
 732                  */
 733                 if (td->rate_next_io_time[ddir] <=
 734                     td->rate_next_io_time[odir]) {
 735                         usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 736                 } else {
 737                         usec = td->rate_next_io_time[odir] - now;
 738                         ddir = odir;
 739                 }
 740         } else
 741                 usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 742
 743         if (td->o.io_submit_mode == IO_MODE_INLINE)
 744                 io_u_quiesce(td);
 745
 746         usec_sleep(td, usec);
 747         return ddir;
 748 }
 749
 750 /*
 751  * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
 752  * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
 753  * necessary.
 754  */
 755 static enum fio_ddir get_rw_ddir(struct thread_data *td)
 756 {
 757         enum fio_ddir ddir;
 758
 759         /*
 760          * See if it's time to fsync/fdatasync/sync_file_range first,
 761          * and if not then move on to check regular I/Os.
 762          */
 763         if (should_fsync(td)) {
 764                 if (td->o.fsync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 765                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fsync_blocks))
 766                         return DDIR_SYNC;
 767
 768                 if (td->o.fdatasync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 769                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fdatasync_blocks))
 770                         return DDIR_DATASYNC;
 771
 772                 if (td->sync_file_range_nr && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 773                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->sync_file_range_nr))
 774                         return DDIR_SYNC_FILE_RANGE;
 775         }
 776
 777         if (td_rw(td)) {
 778                 /*
 779                  * Check if it's time to seed a new data direction.
 780                  */
 781                 if (td->io_issues[td->rwmix_ddir] >= td->rwmix_issues) {
 782                         /*
 783                          * Put a top limit on how many bytes we do for
 784                          * one data direction, to avoid overflowing the
 785                          * ranges too much
 786                          */
 787                         ddir = get_rand_ddir(td);
 788
 789                         if (ddir != td->rwmix_ddir)
 790                                 set_rwmix_bytes(td);
 791
 792                         td->rwmix_ddir = ddir;
 793                 }
 794                 ddir = td->rwmix_ddir;
 795         } else if (td_read(td))
 796                 ddir = DDIR_READ;
 797         else if (td_write(td))
 798                 ddir = DDIR_WRITE;
 799         else if (td_trim(td))
 800                 ddir = DDIR_TRIM;
 801         else
 802                 ddir = DDIR_INVAL;
 803
 804         td->rwmix_ddir = rate_ddir(td, ddir);
 805         return td->rwmix_ddir;
 806 }
 807
 808 static void set_rw_ddir(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 809 {
 810         enum fio_ddir ddir = get_rw_ddir(td);
 811
 812         if (td_trimwrite(td)) {
 813                 struct fio_file *f = io_u->file;
 814                 if (f->last_pos[DDIR_WRITE] == f->last_pos[DDIR_TRIM])
 815                         ddir = DDIR_TRIM;
 816                 else
 817                         ddir = DDIR_WRITE;
 818         }
 819
 820         io_u->ddir = io_u->acct_ddir = ddir;
 821
 822         if (io_u->ddir == DDIR_WRITE && td_ioengine_flagged(td, FIO_BARRIER) &&
 823             td->o.barrier_blocks &&
 824            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.barrier_blocks) &&
 825              td->io_issues[DDIR_WRITE])
 826                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BARRIER);
 827 }
 828
 829 void put_file_log(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 830 {
 831         unsigned int ret = put_file(td, f);
 832
 833         if (ret)
 834                 td_verror(td, ret, "file close");
 835 }
 836
 837 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 838 {
 839         if (td->parent)
 840                 td = td->parent;
 841
 842         td_io_u_lock(td);
 843
 844         if (io_u->file && !(io_u->flags & IO_U_F_NO_FILE_PUT))
 845                 put_file_log(td, io_u->file);
 846
 847         io_u->file = NULL;
 848         io_u_set(td, io_u, IO_U_F_FREE);
 849
 850         if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 851                 td->cur_depth--;
 852                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 853         }
 854         io_u_qpush(&td->io_u_freelist, io_u);
 855         td_io_u_free_notify(td);
 856         td_io_u_unlock(td);
 857 }
 858
 859 void clear_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 860 {
 861         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 862         put_io_u(td, io_u);
 863 }
 864
 865 void requeue_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 866 {
 867         struct io_u *__io_u = *io_u;
 868         enum fio_ddir ddir = acct_ddir(__io_u);
 869
 870         dprint(FD_IO, "requeue %p\n", __io_u);
 871
 872         if (td->parent)
 873                 td = td->parent;
 874
 875         td_io_u_lock(td);
 876
 877         io_u_set(td, __io_u, IO_U_F_FREE);
 878         if ((__io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT) && ddir_rw(ddir))
 879                 td->io_issues[ddir]--;
 880
 881         io_u_clear(td, __io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 882         if (__io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 883                 td->cur_depth--;
 884                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 885         }
 886
 887         io_u_rpush(&td->io_u_requeues, __io_u);
 888         td_io_u_free_notify(td);
 889         td_io_u_unlock(td);
 890         *io_u = NULL;
 891 }
 892
 893 static void __fill_io_u_zone(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 894 {
 895         struct fio_file *f = io_u->file;
 896
 897         /*
 898          * See if it's time to switch to a new zone
 899          */
 900         if (td->zone_bytes >= td->o.zone_size && td->o.zone_skip) {
 901                 td->zone_bytes = 0;
 902                 f->file_offset += td->o.zone_range + td->o.zone_skip;
 903
 904                 /*
 905                  * Wrap from the beginning, if we exceed the file size
 906                  */
 907                 if (f->file_offset >= f->real_file_size)
 908                         f->file_offset = f->real_file_size - f->file_offset;
 909                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
 910                 td->io_skip_bytes += td->o.zone_skip;
 911         }
 912
 913         /*
 914          * If zone_size > zone_range, then maintain the same zone until
 915          * zone_bytes >= zone_size.
 916          */
 917         if (f->last_pos[io_u->ddir] >= (f->file_offset + td->o.zone_range)) {
 918                 dprint(FD_IO, "io_u maintain zone offset=%" PRIu64 "/last_pos=%" PRIu64 "\n",
 919                                 f->file_offset, f->last_pos[io_u->ddir]);
 920                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
 921         }
 922
 923         /*
 924          * For random: if 'norandommap' is not set and zone_size > zone_range,
 925          * map needs to be reset as it's done with zone_range everytime.
 926          */
 927         if ((td->zone_bytes % td->o.zone_range) == 0) {
 928                 fio_file_reset(td, f);
 929         }
 930 }
 931
 932 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 933 {
 934         bool is_random;
 935
 936         if (td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO))
 937                 goto out;
 938
 939         set_rw_ddir(td, io_u);
 940
 941         /*
 942          * fsync() or fdatasync() or trim etc, we are done
 943          */
 944         if (!ddir_rw(io_u->ddir))
 945                 goto out;
 946
 947         /*
 948          * When file is zoned zone_range is always positive
 949          */
 950         if (td->o.zone_range) {
 951                 __fill_io_u_zone(td, io_u);
 952         }
 953
 954         /*
 955          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next buflen and
 956          * position.
 957          */
 958         if (get_next_offset(td, io_u, &is_random)) {
 959                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting offset\n", io_u);
 960                 return 1;
 961         }
 962
 963         io_u->buflen = get_next_buflen(td, io_u, is_random);
 964         if (!io_u->buflen) {
 965                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting buflen\n", io_u);
 966                 return 1;
 967         }
 968
 969         if (io_u->offset + io_u->buflen > io_u->file->real_file_size) {
 970                 dprint(FD_IO, "io_u %p, off=0x%llx + len=0x%lx exceeds file size=0x%llx\n",
 971                         io_u,
 972                         (unsigned long long) io_u->offset, io_u->buflen,
 973                         (unsigned long long) io_u->file->real_file_size);
 974                 return 1;
 975         }
 976
 977         /*
 978          * mark entry before potentially trimming io_u
 979          */
 980         if (td_random(td) && file_randommap(td, io_u->file))
 981                 mark_random_map(td, io_u);
 982
 983 out:
 984         dprint_io_u(io_u, "fill");
 985         td->zone_bytes += io_u->buflen;
 986         return 0;
 987 }
 988
 989 static void __io_u_mark_map(uint64_t *map, unsigned int nr)
 990 {
 991         int idx = 0;
 992
 993         switch (nr) {
 994         default:
 995                 idx = 6;
 996                 break;
 997         case 33 ... 64:
 998                 idx = 5;
 999                 break;
1000         case 17 ... 32:
1001                 idx = 4;
1002                 break;
1003         case 9 ... 16:
1004                 idx = 3;
1005                 break;
1006         case 5 ... 8:
1007                 idx = 2;
1008                 break;
1009         case 1 ... 4:
1010                 idx = 1;
1011         case 0:
1012                 break;
1013         }
1014
1015         map[idx]++;
1016 }
1017
1018 void io_u_mark_submit(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1019 {
1020         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_submit, nr);
1021         td->ts.total_submit++;
1022 }
1023
1024 void io_u_mark_complete(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1025 {
1026         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_complete, nr);
1027         td->ts.total_complete++;
1028 }
1029
1030 void io_u_mark_depth(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1031 {
1032         int idx = 0;
1033
1034         switch (td->cur_depth) {
1035         default:
1036                 idx = 6;
1037                 break;
1038         case 32 ... 63:
1039                 idx = 5;
1040                 break;
1041         case 16 ... 31:
1042                 idx = 4;
1043                 break;
1044         case 8 ... 15:
1045                 idx = 3;
1046                 break;
1047         case 4 ... 7:
1048                 idx = 2;
1049                 break;
1050         case 2 ... 3:
1051                 idx = 1;
1052         case 1:
1053                 break;
1054         }
1055
1056         td->ts.io_u_map[idx] += nr;
1057 }
1058
1059 static void io_u_mark_lat_nsec(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1060 {
1061         int idx = 0;
1062
1063         assert(nsec < 1000);
1064
1065         switch (nsec) {
1066         case 750 ... 999:
1067                 idx = 9;
1068                 break;
1069         case 500 ... 749:
1070                 idx = 8;
1071                 break;
1072         case 250 ... 499:
1073                 idx = 7;
1074                 break;
1075         case 100 ... 249:
1076                 idx = 6;
1077                 break;
1078         case 50 ... 99:
1079                 idx = 5;
1080                 break;
1081         case 20 ... 49:
1082                 idx = 4;
1083                 break;
1084         case 10 ... 19:
1085                 idx = 3;
1086                 break;
1087         case 4 ... 9:
1088                 idx = 2;
1089                 break;
1090         case 2 ... 3:
1091                 idx = 1;
1092         case 0 ... 1:
1093                 break;
1094         }
1095
1096         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_N_NR);
1097         td->ts.io_u_lat_n[idx]++;
1098 }
1099
1100 static void io_u_mark_lat_usec(struct thread_data *td, unsigned long long usec)
1101 {
1102         int idx = 0;
1103
1104         assert(usec < 1000 && usec >= 1);
1105
1106         switch (usec) {
1107         case 750 ... 999:
1108                 idx = 9;
1109                 break;
1110         case 500 ... 749:
1111                 idx = 8;
1112                 break;
1113         case 250 ... 499:
1114                 idx = 7;
1115                 break;
1116         case 100 ... 249:
1117                 idx = 6;
1118                 break;
1119         case 50 ... 99:
1120                 idx = 5;
1121                 break;
1122         case 20 ... 49:
1123                 idx = 4;
1124                 break;
1125         case 10 ... 19:
1126                 idx = 3;
1127                 break;
1128         case 4 ... 9:
1129                 idx = 2;
1130                 break;
1131         case 2 ... 3:
1132                 idx = 1;
1133         case 0 ... 1:
1134                 break;
1135         }
1136
1137         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_U_NR);
1138         td->ts.io_u_lat_u[idx]++;
1139 }
1140
1141 static void io_u_mark_lat_msec(struct thread_data *td, unsigned long long msec)
1142 {
1143         int idx = 0;
1144
1145         assert(msec >= 1);
1146
1147         switch (msec) {
1148         default:
1149                 idx = 11;
1150                 break;
1151         case 1000 ... 1999:
1152                 idx = 10;
1153                 break;
1154         case 750 ... 999:
1155                 idx = 9;
1156                 break;
1157         case 500 ... 749:
1158                 idx = 8;
1159                 break;
1160         case 250 ... 499:
1161                 idx = 7;
1162                 break;
1163         case 100 ... 249:
1164                 idx = 6;
1165                 break;
1166         case 50 ... 99:
1167                 idx = 5;
1168                 break;
1169         case 20 ... 49:
1170                 idx = 4;
1171                 break;
1172         case 10 ... 19:
1173                 idx = 3;
1174                 break;
1175         case 4 ... 9:
1176                 idx = 2;
1177                 break;
1178         case 2 ... 3:
1179                 idx = 1;
1180         case 0 ... 1:
1181                 break;
1182         }
1183
1184         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_M_NR);
1185         td->ts.io_u_lat_m[idx]++;
1186 }
1187
1188 static void io_u_mark_latency(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1189 {
1190         if (nsec < 1000)
1191                 io_u_mark_lat_nsec(td, nsec);
1192         else if (nsec < 1000000)
1193                 io_u_mark_lat_usec(td, nsec / 1000);
1194         else
1195                 io_u_mark_lat_msec(td, nsec / 1000000);
1196 }
1197
1198 static unsigned int __get_next_fileno_rand(struct thread_data *td)
1199 {
1200         unsigned long fileno;
1201
1202         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RANDOM) {
1203                 uint64_t frand_max = rand_max(&td->next_file_state);
1204                 unsigned long r;
1205
1206                 r = __rand(&td->next_file_state);
1207                 return (unsigned int) ((double) td->o.nr_files
1208                                 * (r / (frand_max + 1.0)));
1209         }
1210
1211         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_ZIPF)
1212                 fileno = zipf_next(&td->next_file_zipf);
1213         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_PARETO)
1214                 fileno = pareto_next(&td->next_file_zipf);
1215         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_GAUSS)
1216                 fileno = gauss_next(&td->next_file_gauss);
1217         else {
1218                 log_err("fio: bad file service type: %d\n", td->o.file_service_type);
1219                 assert(0);
1220                 return 0;
1221         }
1222
1223         return fileno >> FIO_FSERVICE_SHIFT;
1224 }
1225
1226 /*
1227  * Get next file to service by choosing one at random
1228  */
1229 static struct fio_file *get_next_file_rand(struct thread_data *td,
1230                                            enum fio_file_flags goodf,
1231                                            enum fio_file_flags badf)
1232 {
1233         struct fio_file *f;
1234         int fno;
1235
1236         do {
1237                 int opened = 0;
1238
1239                 fno = __get_next_fileno_rand(td);
1240
1241                 f = td->files[fno];
1242                 if (fio_file_done(f))
1243                         continue;
1244
1245                 if (!fio_file_open(f)) {
1246                         int err;
1247
1248                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1249                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1250
1251                         err = td_io_open_file(td, f);
1252                         if (err)
1253                                 continue;
1254                         opened = 1;
1255                 }
1256
1257                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf)) {
1258                         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rand: %p\n", f);
1259                         return f;
1260                 }
1261                 if (opened)
1262                         td_io_close_file(td, f);
1263         } while (1);
1264 }
1265
1266 /*
1267  * Get next file to service by doing round robin between all available ones
1268  */
1269 static struct fio_file *get_next_file_rr(struct thread_data *td, int goodf,
1270                                          int badf)
1271 {
1272         unsigned int old_next_file = td->next_file;
1273         struct fio_file *f;
1274
1275         do {
1276                 int opened = 0;
1277
1278                 f = td->files[td->next_file];
1279
1280                 td->next_file++;
1281                 if (td->next_file >= td->o.nr_files)
1282                         td->next_file = 0;
1283
1284                 dprint(FD_FILE, "trying file %s %x\n", f->file_name, f->flags);
1285                 if (fio_file_done(f)) {
1286                         f = NULL;
1287                         continue;
1288                 }
1289
1290                 if (!fio_file_open(f)) {
1291                         int err;
1292
1293                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1294                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1295
1296                         err = td_io_open_file(td, f);
1297                         if (err) {
1298                                 dprint(FD_FILE, "error %d on open of %s\n",
1299                                         err, f->file_name);
1300                                 f = NULL;
1301                                 continue;
1302                         }
1303                         opened = 1;
1304                 }
1305
1306                 dprint(FD_FILE, "goodf=%x, badf=%x, ff=%x\n", goodf, badf,
1307                                                                 f->flags);
1308                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf))
1309                         break;
1310
1311                 if (opened)
1312                         td_io_close_file(td, f);
1313
1314                 f = NULL;
1315         } while (td->next_file != old_next_file);
1316
1317         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rr: %p\n", f);
1318         return f;
1319 }
1320
1321 static struct fio_file *__get_next_file(struct thread_data *td)
1322 {
1323         struct fio_file *f;
1324
1325         assert(td->o.nr_files <= td->files_index);
1326
1327         if (td->nr_done_files >= td->o.nr_files) {
1328                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: nr_open=%d, nr_done=%d,"
1329                                 " nr_files=%d\n", td->nr_open_files,
1330                                                   td->nr_done_files,
1331                                                   td->o.nr_files);
1332                 return NULL;
1333         }
1334
1335         f = td->file_service_file;
1336         if (f && fio_file_open(f) && !fio_file_closing(f)) {
1337                 if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1338                         goto out;
1339                 if (td->file_service_left--)
1340                         goto out;
1341         }
1342
1343         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RR ||
1344             td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1345                 f = get_next_file_rr(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1346         else
1347                 f = get_next_file_rand(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1348
1349         if (IS_ERR(f))
1350                 return f;
1351
1352         td->file_service_file = f;
1353         td->file_service_left = td->file_service_nr - 1;
1354 out:
1355         if (f)
1356                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: %p [%s]\n", f, f->file_name);
1357         else
1358                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: NULL\n");
1359         return f;
1360 }
1361
1362 static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
1363 {
1364         return __get_next_file(td);
1365 }
1366
1367 static long set_io_u_file(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1368 {
1369         struct fio_file *f;
1370
1371         do {
1372                 f = get_next_file(td);
1373                 if (IS_ERR_OR_NULL(f))
1374                         return PTR_ERR(f);
1375
1376                 io_u->file = f;
1377                 get_file(f);
1378
1379                 if (!fill_io_u(td, io_u))
1380                         break;
1381
1382                 put_file_log(td, f);
1383                 td_io_close_file(td, f);
1384                 io_u->file = NULL;
1385                 if (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)
1386                         fio_file_reset(td, f);
1387                 else {
1388                         fio_file_set_done(f);
1389                         td->nr_done_files++;
1390                         dprint(FD_FILE, "%s: is done (%d of %d)\n", f->file_name,
1391                                         td->nr_done_files, td->o.nr_files);
1392                 }
1393         } while (1);
1394
1395         return 0;
1396 }
1397
1398 static void lat_fatal(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
1399                       unsigned long long tnsec, unsigned long long max_nsec)
1400 {
1401         if (!td->error)
1402                 log_err("fio: latency of %llu nsec exceeds specified max (%llu nsec)\n", tnsec, max_nsec);
1403         td_verror(td, ETIMEDOUT, "max latency exceeded");
1404         icd->error = ETIMEDOUT;
1405 }
1406
1407 static void lat_new_cycle(struct thread_data *td)
1408 {
1409         fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1410         td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1411         td->latency_failed = 0;
1412 }
1413
1414 /*
1415  * We had an IO outside the latency target. Reduce the queue depth. If we
1416  * are at QD=1, then it's time to give up.
1417  */
1418 static bool __lat_target_failed(struct thread_data *td)
1419 {
1420         if (td->latency_qd == 1)
1421                 return true;
1422
1423         td->latency_qd_high = td->latency_qd;
1424
1425         if (td->latency_qd == td->latency_qd_low)
1426                 td->latency_qd_low--;
1427
1428         td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_low) / 2;
1429
1430         dprint(FD_RATE, "Ramped down: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1431
1432         /*
1433          * When we ramp QD down, quiesce existing IO to prevent
1434          * a storm of ramp downs due to pending higher depth.
1435          */
1436         io_u_quiesce(td);
1437         lat_new_cycle(td);
1438         return false;
1439 }
1440
1441 static bool lat_target_failed(struct thread_data *td)
1442 {
1443         if (td->o.latency_percentile.u.f == 100.0)
1444                 return __lat_target_failed(td);
1445
1446         td->latency_failed++;
1447         return false;
1448 }
1449
1450 void lat_target_init(struct thread_data *td)
1451 {
1452         td->latency_end_run = 0;
1453
1454         if (td->o.latency_target) {
1455                 dprint(FD_RATE, "Latency target=%llu\n", td->o.latency_target);
1456                 fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1457                 td->latency_qd = 1;
1458                 td->latency_qd_high = td->o.iodepth;
1459                 td->latency_qd_low = 1;
1460                 td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1461         } else
1462                 td->latency_qd = td->o.iodepth;
1463 }
1464
1465 void lat_target_reset(struct thread_data *td)
1466 {
1467         if (!td->latency_end_run)
1468                 lat_target_init(td);
1469 }
1470
1471 static void lat_target_success(struct thread_data *td)
1472 {
1473         const unsigned int qd = td->latency_qd;
1474         struct thread_options *o = &td->o;
1475
1476         td->latency_qd_low = td->latency_qd;
1477
1478         /*
1479          * If we haven't failed yet, we double up to a failing value instead
1480          * of bisecting from highest possible queue depth. If we have set
1481          * a limit other than td->o.iodepth, bisect between that.
1482          */
1483         if (td->latency_qd_high != o->iodepth)
1484                 td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_high) / 2;
1485         else
1486                 td->latency_qd *= 2;
1487
1488         if (td->latency_qd > o->iodepth)
1489                 td->latency_qd = o->iodepth;
1490
1491         dprint(FD_RATE, "Ramped up: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1492
1493         /*
1494          * Same as last one, we are done. Let it run a latency cycle, so
1495          * we get only the results from the targeted depth.
1496          */
1497         if (td->latency_qd == qd) {
1498                 if (td->latency_end_run) {
1499                         dprint(FD_RATE, "We are done\n");
1500                         td->done = 1;
1501                 } else {
1502                         dprint(FD_RATE, "Quiesce and final run\n");
1503                         io_u_quiesce(td);
1504                         td->latency_end_run = 1;
1505                         reset_all_stats(td);
1506                         reset_io_stats(td);
1507                 }
1508         }
1509
1510         lat_new_cycle(td);
1511 }
1512
1513 /*
1514  * Check if we can bump the queue depth
1515  */
1516 void lat_target_check(struct thread_data *td)
1517 {
1518         uint64_t usec_window;
1519         uint64_t ios;
1520         double success_ios;
1521
1522         usec_window = utime_since_now(&td->latency_ts);
1523         if (usec_window < td->o.latency_window)
1524                 return;
1525
1526         ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks) - td->latency_ios;
1527         success_ios = (double) (ios - td->latency_failed) / (double) ios;
1528         success_ios *= 100.0;
1529
1530         dprint(FD_RATE, "Success rate: %.2f%% (target %.2f%%)\n", success_ios, td->o.latency_percentile.u.f);
1531
1532         if (success_ios >= td->o.latency_percentile.u.f)
1533                 lat_target_success(td);
1534         else
1535                 __lat_target_failed(td);
1536 }
1537
1538 /*
1539  * If latency target is enabled, we might be ramping up or down and not
1540  * using the full queue depth available.
1541  */
1542 bool queue_full(const struct thread_data *td)
1543 {
1544         const int qempty = io_u_qempty(&td->io_u_freelist);
1545
1546         if (qempty)
1547                 return true;
1548         if (!td->o.latency_target)
1549                 return false;
1550
1551         return td->cur_depth >= td->latency_qd;
1552 }
1553
1554 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
1555 {
1556         struct io_u *io_u = NULL;
1557         int ret;
1558
1559         if (td->stop_io)
1560                 return NULL;
1561
1562         td_io_u_lock(td);
1563
1564 again:
1565         if (!io_u_rempty(&td->io_u_requeues))
1566                 io_u = io_u_rpop(&td->io_u_requeues);
1567         else if (!queue_full(td)) {
1568                 io_u = io_u_qpop(&td->io_u_freelist);
1569
1570                 io_u->file = NULL;
1571                 io_u->buflen = 0;
1572                 io_u->resid = 0;
1573                 io_u->end_io = NULL;
1574         }
1575
1576         if (io_u) {
1577                 assert(io_u->flags & IO_U_F_FREE);
1578                 io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FREE | IO_U_F_NO_FILE_PUT |
1579                                  IO_U_F_TRIMMED | IO_U_F_BARRIER |
1580                                  IO_U_F_VER_LIST);
1581
1582                 io_u->error = 0;
1583                 io_u->acct_ddir = -1;
1584                 td->cur_depth++;
1585                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1586                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_IN_CUR_DEPTH);
1587                 io_u->ipo = NULL;
1588         } else if (td_async_processing(td)) {
1589                 /*
1590                  * We ran out, wait for async verify threads to finish and
1591                  * return one
1592                  */
1593                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1594                 ret = pthread_cond_wait(&td->free_cond, &td->io_u_lock);
1595                 assert(ret == 0);
1596                 goto again;
1597         }
1598
1599         td_io_u_unlock(td);
1600         return io_u;
1601 }
1602
1603 static bool check_get_trim(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1604 {
1605         if (!(td->flags & TD_F_TRIM_BACKLOG))
1606                 return false;
1607         if (!td->trim_entries)
1608                 return false;
1609
1610         if (td->trim_batch) {
1611                 td->trim_batch--;
1612                 if (get_next_trim(td, io_u))
1613                         return true;
1614         } else if (!(td->io_hist_len % td->o.trim_backlog) &&
1615                      td->last_ddir != DDIR_READ) {
1616                 td->trim_batch = td->o.trim_batch;
1617                 if (!td->trim_batch)
1618                         td->trim_batch = td->o.trim_backlog;
1619                 if (get_next_trim(td, io_u))
1620                         return true;
1621         }
1622
1623         return false;
1624 }
1625
1626 static bool check_get_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1627 {
1628         if (!(td->flags & TD_F_VER_BACKLOG))
1629                 return false;
1630
1631         if (td->io_hist_len) {
1632                 int get_verify = 0;
1633
1634                 if (td->verify_batch)
1635                         get_verify = 1;
1636                 else if (!(td->io_hist_len % td->o.verify_backlog) &&
1637                          td->last_ddir != DDIR_READ) {
1638                         td->verify_batch = td->o.verify_batch;
1639                         if (!td->verify_batch)
1640                                 td->verify_batch = td->o.verify_backlog;
1641                         get_verify = 1;
1642                 }
1643
1644                 if (get_verify && !get_next_verify(td, io_u)) {
1645                         td->verify_batch--;
1646                         return true;
1647                 }
1648         }
1649
1650         return false;
1651 }
1652
1653 /*
1654  * Fill offset and start time into the buffer content, to prevent too
1655  * easy compressible data for simple de-dupe attempts. Do this for every
1656  * 512b block in the range, since that should be the smallest block size
1657  * we can expect from a device.
1658  */
1659 static void small_content_scramble(struct io_u *io_u)
1660 {
1661         unsigned int i, nr_blocks = io_u->buflen >> 9;
1662         unsigned int offset;
1663         uint64_t boffset, *iptr;
1664         char *p;
1665
1666         if (!nr_blocks)
1667                 return;
1668
1669         p = io_u->xfer_buf;
1670         boffset = io_u->offset;
1671
1672         if (io_u->buf_filled_len)
1673                 io_u->buf_filled_len = 0;
1674
1675         /*
1676          * Generate random index between 0..7. We do chunks of 512b, if
1677          * we assume a cacheline is 64 bytes, then we have 8 of those.
1678          * Scramble content within the blocks in the same cacheline to
1679          * speed things up.
1680          */
1681         offset = (io_u->start_time.tv_nsec ^ boffset) & 7;
1682
1683         for (i = 0; i < nr_blocks; i++) {
1684                 /*
1685                  * Fill offset into start of cacheline, time into end
1686                  * of cacheline
1687                  */
1688                 iptr = (void *) p + (offset << 6);
1689                 *iptr = boffset;
1690
1691                 iptr = (void *) p + 64 - 2 * sizeof(uint64_t);
1692                 iptr[0] = io_u->start_time.tv_sec;
1693                 iptr[1] = io_u->start_time.tv_nsec;
1694
1695                 p += 512;
1696                 boffset += 512;
1697         }
1698 }
1699
1700 /*
1701  * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
1702  * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped, populated and submitted.
1703  */
1704 struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
1705 {
1706         struct fio_file *f;
1707         struct io_u *io_u;
1708         int do_scramble = 0;
1709         long ret = 0;
1710
1711         io_u = __get_io_u(td);
1712         if (!io_u) {
1713                 dprint(FD_IO, "__get_io_u failed\n");
1714                 return NULL;
1715         }
1716
1717         if (check_get_verify(td, io_u))
1718                 goto out;
1719         if (check_get_trim(td, io_u))
1720                 goto out;
1721
1722         /*
1723          * from a requeue, io_u already setup
1724          */
1725         if (io_u->file)
1726                 goto out;
1727
1728         /*
1729          * If using an iolog, grab next piece if any available.
1730          */
1731         if (td->flags & TD_F_READ_IOLOG) {
1732                 if (read_iolog_get(td, io_u))
1733                         goto err_put;
1734         } else if (set_io_u_file(td, io_u)) {
1735                 ret = -EBUSY;
1736                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1737                 goto err_put;
1738         }
1739
1740         f = io_u->file;
1741         if (!f) {
1742                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1743                 goto err_put;
1744         }
1745
1746         assert(fio_file_open(f));
1747
1748         if (ddir_rw(io_u->ddir)) {
1749                 if (!io_u->buflen && !td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO)) {
1750                         dprint(FD_IO, "get_io_u: zero buflen on %p\n", io_u);
1751                         goto err_put;
1752                 }
1753
1754                 f->last_start[io_u->ddir] = io_u->offset;
1755                 f->last_pos[io_u->ddir] = io_u->offset + io_u->buflen;
1756
1757                 if (io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
1758                         if (td->flags & TD_F_REFILL_BUFFERS) {
1759                                 io_u_fill_buffer(td, io_u,
1760                                         td->o.min_bs[DDIR_WRITE],
1761                                         io_u->buflen);
1762                         } else if ((td->flags & TD_F_SCRAMBLE_BUFFERS) &&
1763                                    !(td->flags & TD_F_COMPRESS) &&
1764                                    !(td->flags & TD_F_DO_VERIFY))
1765                                 do_scramble = 1;
1766                 } else if (io_u->ddir == DDIR_READ) {
1767                         /*
1768                          * Reset the buf_filled parameters so next time if the
1769                          * buffer is used for writes it is refilled.
1770                          */
1771                         io_u->buf_filled_len = 0;
1772                 }
1773         }
1774
1775         /*
1776          * Set io data pointers.
1777          */
1778         io_u->xfer_buf = io_u->buf;
1779         io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
1780
1781 out:
1782         assert(io_u->file);
1783         if (!td_io_prep(td, io_u)) {
1784                 if (!td->o.disable_lat)
1785                         fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
1786
1787                 if (do_scramble)
1788                         small_content_scramble(io_u);
1789
1790                 return io_u;
1791         }
1792 err_put:
1793         dprint(FD_IO, "get_io_u failed\n");
1794         put_io_u(td, io_u);
1795         return ERR_PTR(ret);
1796 }
1797
1798 static void __io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1799 {
1800         enum error_type_bit eb = td_error_type(io_u->ddir, io_u->error);
1801
1802         if (td_non_fatal_error(td, eb, io_u->error) && !td->o.error_dump)
1803                 return;
1804
1805         log_err("fio: io_u error%s%s: %s: %s offset=%llu, buflen=%lu\n",
1806                 io_u->file ? " on file " : "",
1807                 io_u->file ? io_u->file->file_name : "",
1808                 strerror(io_u->error),
1809                 io_ddir_name(io_u->ddir),
1810                 io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
1811
1812         if (td->io_ops->errdetails) {
1813                 char *err = td->io_ops->errdetails(io_u);
1814
1815                 log_err("fio: %s\n", err);
1816                 free(err);
1817         }
1818
1819         if (!td->error)
1820                 td_verror(td, io_u->error, "io_u error");
1821 }
1822
1823 void io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1824 {
1825         __io_u_log_error(td, io_u);
1826         if (td->parent)
1827                 __io_u_log_error(td->parent, io_u);
1828 }
1829
1830 static inline bool gtod_reduce(struct thread_data *td)
1831 {
1832         return (td->o.disable_clat && td->o.disable_slat && td->o.disable_bw)
1833                         || td->o.gtod_reduce;
1834 }
1835
1836 static void account_io_completion(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1837                                   struct io_completion_data *icd,
1838                                   const enum fio_ddir idx, unsigned int bytes)
1839 {
1840         const int no_reduce = !gtod_reduce(td);
1841         unsigned long long llnsec = 0;
1842
1843         if (td->parent)
1844                 td = td->parent;
1845
1846         if (!td->o.stats || td_ioengine_flagged(td, FIO_NOSTATS))
1847                 return;
1848
1849         if (no_reduce)
1850                 llnsec = ntime_since(&io_u->issue_time, &icd->time);
1851
1852         if (!td->o.disable_lat) {
1853                 unsigned long long tnsec;
1854
1855                 tnsec = ntime_since(&io_u->start_time, &icd->time);
1856                 add_lat_sample(td, idx, tnsec, bytes, io_u->offset);
1857
1858                 if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
1859                         struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
1860
1861                         if (ops->io_u_lat)
1862                                 icd->error = ops->io_u_lat(td, tnsec);
1863                 }
1864
1865                 if (td->o.max_latency && tnsec > td->o.max_latency)
1866                         lat_fatal(td, icd, tnsec, td->o.max_latency);
1867                 if (td->o.latency_target && tnsec > td->o.latency_target) {
1868                         if (lat_target_failed(td))
1869                                 lat_fatal(td, icd, tnsec, td->o.latency_target);
1870                 }
1871         }
1872
1873         if (ddir_rw(idx)) {
1874                 if (!td->o.disable_clat) {
1875                         add_clat_sample(td, idx, llnsec, bytes, io_u->offset);
1876                         io_u_mark_latency(td, llnsec);
1877                 }
1878
1879                 if (!td->o.disable_bw && per_unit_log(td->bw_log))
1880                         add_bw_sample(td, io_u, bytes, llnsec);
1881
1882                 if (no_reduce && per_unit_log(td->iops_log))
1883                         add_iops_sample(td, io_u, bytes);
1884         } else if (ddir_sync(idx) && !td->o.disable_clat)
1885                 add_sync_clat_sample(&td->ts, llnsec);
1886
1887         if (td->ts.nr_block_infos && io_u->ddir == DDIR_TRIM) {
1888                 uint32_t *info = io_u_block_info(td, io_u);
1889                 if (BLOCK_INFO_STATE(*info) < BLOCK_STATE_TRIM_FAILURE) {
1890                         if (io_u->ddir == DDIR_TRIM) {
1891                                 *info = BLOCK_INFO(BLOCK_STATE_TRIMMED,
1892                                                 BLOCK_INFO_TRIMS(*info) + 1);
1893                         } else if (io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
1894                                 *info = BLOCK_INFO_SET_STATE(BLOCK_STATE_WRITTEN,
1895                                                                 *info);
1896                         }
1897                 }
1898         }
1899 }
1900
1901 static void file_log_write_comp(const struct thread_data *td, struct fio_file *f,
1902                                 uint64_t offset, unsigned int bytes)
1903 {
1904         int idx;
1905
1906         if (!f)
1907                 return;
1908
1909         if (f->first_write == -1ULL || offset < f->first_write)
1910                 f->first_write = offset;
1911         if (f->last_write == -1ULL || ((offset + bytes) > f->last_write))
1912                 f->last_write = offset + bytes;
1913
1914         if (!f->last_write_comp)
1915                 return;
1916
1917         idx = f->last_write_idx++;
1918         f->last_write_comp[idx] = offset;
1919         if (f->last_write_idx == td->o.iodepth)
1920                 f->last_write_idx = 0;
1921 }
1922
1923 static bool should_account(struct thread_data *td)
1924 {
1925         return ramp_time_over(td) && (td->runstate == TD_RUNNING ||
1926                                            td->runstate == TD_VERIFYING);
1927 }
1928
1929 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u **io_u_ptr,
1930                          struct io_completion_data *icd)
1931 {
1932         struct io_u *io_u = *io_u_ptr;
1933         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
1934         struct fio_file *f = io_u->file;
1935
1936         dprint_io_u(io_u, "complete");
1937
1938         assert(io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT);
1939         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT | IO_U_F_BUSY_OK);
1940
1941         /*
1942          * Mark IO ok to verify
1943          */
1944         if (io_u->ipo) {
1945                 /*
1946                  * Remove errored entry from the verification list
1947                  */
1948                 if (io_u->error)
1949                         unlog_io_piece(td, io_u);
1950                 else {
1951                         io_u->ipo->flags &= ~IP_F_IN_FLIGHT;
1952                         write_barrier();
1953                 }
1954         }
1955
1956         if (ddir_sync(ddir)) {
1957                 td->last_was_sync = true;
1958                 if (f) {
1959                         f->first_write = -1ULL;
1960                         f->last_write = -1ULL;
1961                 }
1962                 if (should_account(td))
1963                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, io_u->buflen);
1964                 return;
1965         }
1966
1967         td->last_was_sync = false;
1968         td->last_ddir = ddir;
1969
1970         if (!io_u->error && ddir_rw(ddir)) {
1971                 unsigned int bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
1972                 int ret;
1973
1974                 td->io_blocks[ddir]++;
1975                 td->io_bytes[ddir] += bytes;
1976
1977                 if (!(io_u->flags & IO_U_F_VER_LIST)) {
1978                         td->this_io_blocks[ddir]++;
1979                         td->this_io_bytes[ddir] += bytes;
1980                 }
1981
1982                 if (ddir == DDIR_WRITE)
1983                         file_log_write_comp(td, f, io_u->offset, bytes);
1984
1985                 if (should_account(td))
1986                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, bytes);
1987
1988                 icd->bytes_done[ddir] += bytes;
1989
1990                 if (io_u->end_io) {
1991                         ret = io_u->end_io(td, io_u_ptr);
1992                         io_u = *io_u_ptr;
1993                         if (ret && !icd->error)
1994                                 icd->error = ret;
1995                 }
1996         } else if (io_u->error) {
1997                 icd->error = io_u->error;
1998                 io_u_log_error(td, io_u);
1999         }
2000         if (icd->error) {
2001                 enum error_type_bit eb = td_error_type(ddir, icd->error);
2002
2003                 if (!td_non_fatal_error(td, eb, icd->error))
2004                         return;
2005
2006                 /*
2007                  * If there is a non_fatal error, then add to the error count
2008                  * and clear all the errors.
2009                  */
2010                 update_error_count(td, icd->error);
2011                 td_clear_error(td);
2012                 icd->error = 0;
2013                 if (io_u)
2014                         io_u->error = 0;
2015         }
2016 }
2017
2018 static void init_icd(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
2019                      int nr)
2020 {
2021         int ddir;
2022
2023         if (!gtod_reduce(td))
2024                 fio_gettime(&icd->time, NULL);
2025
2026         icd->nr = nr;
2027
2028         icd->error = 0;
2029         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2030                 icd->bytes_done[ddir] = 0;
2031 }
2032
2033 static void ios_completed(struct thread_data *td,
2034                           struct io_completion_data *icd)
2035 {
2036         struct io_u *io_u;
2037         int i;
2038
2039         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
2040                 io_u = td->io_ops->event(td, i);
2041
2042                 io_completed(td, &io_u, icd);
2043
2044                 if (io_u)
2045                         put_io_u(td, io_u);
2046         }
2047 }
2048
2049 /*
2050  * Complete a single io_u for the sync engines.
2051  */
2052 int io_u_sync_complete(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2053 {
2054         struct io_completion_data icd;
2055         int ddir;
2056
2057         init_icd(td, &icd, 1);
2058         io_completed(td, &io_u, &icd);
2059
2060         if (io_u)
2061                 put_io_u(td, io_u);
2062
2063         if (icd.error) {
2064                 td_verror(td, icd.error, "io_u_sync_complete");
2065                 return -1;
2066         }
2067
2068         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2069                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2070
2071         return 0;
2072 }
2073
2074 /*
2075  * Called to complete min_events number of io for the async engines.
2076  */
2077 int io_u_queued_complete(struct thread_data *td, int min_evts)
2078 {
2079         struct io_completion_data icd;
2080         struct timespec *tvp = NULL;
2081         int ret, ddir;
2082         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0, };
2083
2084         dprint(FD_IO, "io_u_queued_complete: min=%d\n", min_evts);
2085
2086         if (!min_evts)
2087                 tvp = &ts;
2088         else if (min_evts > td->cur_depth)
2089                 min_evts = td->cur_depth;
2090
2091         /* No worries, td_io_getevents fixes min and max if they are
2092          * set incorrectly */
2093         ret = td_io_getevents(td, min_evts, td->o.iodepth_batch_complete_max, tvp);
2094         if (ret < 0) {
2095                 td_verror(td, -ret, "td_io_getevents");
2096                 return ret;
2097         } else if (!ret)
2098                 return ret;
2099
2100         init_icd(td, &icd, ret);
2101         ios_completed(td, &icd);
2102         if (icd.error) {
2103                 td_verror(td, icd.error, "io_u_queued_complete");
2104                 return -1;
2105         }
2106
2107         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2108                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2109
2110         return ret;
2111 }
2112
2113 /*
2114  * Call when io_u is really queued, to update the submission latency.
2115  */
2116 void io_u_queued(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2117 {
2118         if (!td->o.disable_slat && ramp_time_over(td) && td->o.stats) {
2119                 unsigned long slat_time;
2120
2121                 slat_time = ntime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time);
2122
2123                 if (td->parent)
2124                         td = td->parent;
2125
2126                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, slat_time, io_u->xfer_buflen,
2127                                 io_u->offset);
2128         }
2129 }
2130
2131 /*
2132  * See if we should reuse the last seed, if dedupe is enabled
2133  */
2134 static struct frand_state *get_buf_state(struct thread_data *td)
2135 {
2136         unsigned int v;
2137
2138         if (!td->o.dedupe_percentage)
2139                 return &td->buf_state;
2140         else if (td->o.dedupe_percentage == 100) {
2141                 frand_copy(&td->buf_state_prev, &td->buf_state);
2142                 return &td->buf_state;
2143         }
2144
2145         v = rand32_between(&td->dedupe_state, 1, 100);
2146
2147         if (v <= td->o.dedupe_percentage)
2148                 return &td->buf_state_prev;
2149
2150         return &td->buf_state;
2151 }
2152
2153 static void save_buf_state(struct thread_data *td, struct frand_state *rs)
2154 {
2155         if (td->o.dedupe_percentage == 100)
2156                 frand_copy(rs, &td->buf_state_prev);
2157         else if (rs == &td->buf_state)
2158                 frand_copy(&td->buf_state_prev, rs);
2159 }
2160
2161 void fill_io_buffer(struct thread_data *td, void *buf, unsigned int min_write,
2162                     unsigned int max_bs)
2163 {
2164         struct thread_options *o = &td->o;
2165
2166         if (o->mem_type == MEM_CUDA_MALLOC)
2167                 return;
2168
2169         if (o->compress_percentage || o->dedupe_percentage) {
2170                 unsigned int perc = td->o.compress_percentage;
2171                 struct frand_state *rs;
2172                 unsigned int left = max_bs;
2173                 unsigned int this_write;
2174
2175                 do {
2176                         rs = get_buf_state(td);
2177
2178                         min_write = min(min_write, left);
2179
2180                         if (perc) {
2181                                 this_write = min_not_zero(min_write,
2182                                                         td->o.compress_chunk);
2183
2184                                 fill_random_buf_percentage(rs, buf, perc,
2185                                         this_write, this_write,
2186                                         o->buffer_pattern,
2187                                         o->buffer_pattern_bytes);
2188                         } else {
2189                                 fill_random_buf(rs, buf, min_write);
2190                                 this_write = min_write;
2191                         }
2192
2193                         buf += this_write;
2194                         left -= this_write;
2195                         save_buf_state(td, rs);
2196                 } while (left);
2197         } else if (o->buffer_pattern_bytes)
2198                 fill_buffer_pattern(td, buf, max_bs);
2199         else if (o->zero_buffers)
2200                 memset(buf, 0, max_bs);
2201         else
2202                 fill_random_buf(get_buf_state(td), buf, max_bs);
2203 }
2204
2205 /*
2206  * "randomly" fill the buffer contents
2207  */
2208 void io_u_fill_buffer(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
2209                       unsigned int min_write, unsigned int max_bs)
2210 {
2211         io_u->buf_filled_len = 0;
2212         fill_io_buffer(td, io_u->buf, min_write, max_bs);
2213 }
2214
2215 static int do_sync_file_range(const struct thread_data *td,
2216                               struct fio_file *f)
2217 {
2218         off64_t offset, nbytes;
2219
2220         offset = f->first_write;
2221         nbytes = f->last_write - f->first_write;
2222
2223         if (!nbytes)
2224                 return 0;
2225
2226         return sync_file_range(f->fd, offset, nbytes, td->o.sync_file_range);
2227 }
2228
2229 int do_io_u_sync(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2230 {
2231         int ret;
2232
2233         if (io_u->ddir == DDIR_SYNC) {
2234                 ret = fsync(io_u->file->fd);
2235         } else if (io_u->ddir == DDIR_DATASYNC) {
2236 #ifdef CONFIG_FDATASYNC
2237                 ret = fdatasync(io_u->file->fd);
2238 #else
2239                 ret = io_u->xfer_buflen;
2240                 io_u->error = EINVAL;
2241 #endif
2242         } else if (io_u->ddir == DDIR_SYNC_FILE_RANGE)
2243                 ret = do_sync_file_range(td, io_u->file);
2244         else {
2245                 ret = io_u->xfer_buflen;
2246                 io_u->error = EINVAL;
2247         }
2248
2249         if (ret < 0)
2250                 io_u->error = errno;
2251
2252         return ret;
2253 }
2254
2255 int do_io_u_trim(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2256 {
2257 #ifndef FIO_HAVE_TRIM
2258         io_u->error = EINVAL;
2259         return 0;
2260 #else
2261         struct fio_file *f = io_u->file;
2262         int ret;
2263
2264         ret = os_trim(f, io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
2265         if (!ret)
2266                 return io_u->xfer_buflen;
2267
2268         io_u->error = ret;
2269         return 0;
2270 #endif
2271 }