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 #include "lib/rand.h"
  12
  13 struct io_completion_data {
  14         int nr;                         /* input */
  15
  16         int error;                      /* output */
  17         unsigned long bytes_done[2];    /* output */
  18         struct timeval time;            /* output */
  19 };
  20
  21 /*
  22  * The ->file_map[] contains a map of blocks we have or have not done io
  23  * to yet. Used to make sure we cover the entire range in a fair fashion.
  24  */
  25 static int random_map_free(struct fio_file *f, const unsigned long long block)
  26 {
  27         unsigned int idx = RAND_MAP_IDX(f, block);
  28         unsigned int bit = RAND_MAP_BIT(f, block);
  29
  30         dprint(FD_RANDOM, "free: b=%llu, idx=%u, bit=%u\n", block, idx, bit);
  31
  32         return (f->file_map[idx] & (1 << bit)) == 0;
  33 }
  34
  35 /*
  36  * Mark a given offset as used in the map.
  37  */
  38 static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
  39 {
  40         unsigned int min_bs = td->o.rw_min_bs;
  41         struct fio_file *f = io_u->file;
  42         unsigned long long block;
  43         unsigned int blocks, nr_blocks;
  44
  45         block = (io_u->offset - f->file_offset) / (unsigned long long) min_bs;
  46         nr_blocks = (io_u->buflen + min_bs - 1) / min_bs;
  47         blocks = 0;
  48
  49         while (nr_blocks) {
  50                 unsigned int this_blocks, mask;
  51                 unsigned int idx, bit;
  52
  53                 /*
  54                  * If we have a mixed random workload, we may
  55                  * encounter blocks we already did IO to.
  56                  */
  57                 if ((td->o.ddir_nr == 1) && !random_map_free(f, block))
  58                         break;
  59
  60                 idx = RAND_MAP_IDX(f, block);
  61                 bit = RAND_MAP_BIT(f, block);
  62
  63                 fio_assert(td, idx < f->num_maps);
  64
  65                 this_blocks = nr_blocks;
  66                 if (this_blocks + bit > BLOCKS_PER_MAP)
  67                         this_blocks = BLOCKS_PER_MAP - bit;
  68
  69                 do {
  70                         if (this_blocks == BLOCKS_PER_MAP)
  71                                 mask = -1U;
  72                         else
  73                                 mask = ((1U << this_blocks) - 1) << bit;
  74
  75                         if (!(f->file_map[idx] & mask))
  76                                 break;
  77
  78                         this_blocks--;
  79                 } while (this_blocks);
  80
  81                 if (!this_blocks)
  82                         break;
  83
  84                 f->file_map[idx] |= mask;
  85                 nr_blocks -= this_blocks;
  86                 blocks += this_blocks;
  87                 block += this_blocks;
  88         }
  89
  90         if ((blocks * min_bs) < io_u->buflen)
  91                 io_u->buflen = blocks * min_bs;
  92 }
  93
  94 static unsigned long long last_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  95                                      enum fio_ddir ddir)
  96 {
  97         unsigned long long max_blocks;
  98         unsigned long long max_size;
  99
 100         /*
 101          * Hmm, should we make sure that ->io_size <= ->real_file_size?
 102          */
 103         max_size = f->io_size;
 104         if (max_size > f->real_file_size)
 105                 max_size = f->real_file_size;
 106
 107         max_blocks = max_size / (unsigned long long) td->o.ba[ddir];
 108         if (!max_blocks)
 109                 return 0;
 110
 111         return max_blocks;
 112 }
 113
 114 /*
 115  * Return the next free block in the map.
 116  */
 117 static int get_next_free_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 118                                enum fio_ddir ddir, unsigned long long *b)
 119 {
 120         unsigned long long min_bs = td->o.rw_min_bs;
 121         int i;
 122
 123         i = f->last_free_lookup;
 124         *b = (i * BLOCKS_PER_MAP);
 125         while ((*b) * min_bs < f->real_file_size &&
 126                 (*b) * min_bs < f->io_size) {
 127                 if (f->file_map[i] != (unsigned int) -1) {
 128                         *b += ffz(f->file_map[i]);
 129                         if (*b > last_block(td, f, ddir))
 130                                 break;
 131                         f->last_free_lookup = i;
 132                         return 0;
 133                 }
 134
 135                 *b += BLOCKS_PER_MAP;
 136                 i++;
 137         }
 138
 139         dprint(FD_IO, "failed finding a free block\n");
 140         return 1;
 141 }
 142
 143 static int get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 144                                 enum fio_ddir ddir, unsigned long long *b)
 145 {
 146         unsigned long long r;
 147         int loops = 5;
 148
 149         do {
 150                 r = os_random_long(&td->random_state);
 151                 dprint(FD_RANDOM, "off rand %llu\n", r);
 152                 *b = (last_block(td, f, ddir) - 1)
 153                         * (r / ((unsigned long long) OS_RAND_MAX + 1.0));
 154
 155                 /*
 156                  * if we are not maintaining a random map, we are done.
 157                  */
 158                 if (!file_randommap(td, f))
 159                         return 0;
 160
 161                 /*
 162                  * calculate map offset and check if it's free
 163                  */
 164                 if (random_map_free(f, *b))
 165                         return 0;
 166
 167                 dprint(FD_RANDOM, "get_next_rand_offset: offset %llu busy\n",
 168                                                                         *b);
 169         } while (--loops);
 170
 171         /*
 172          * we get here, if we didn't suceed in looking up a block. generate
 173          * a random start offset into the filemap, and find the first free
 174          * block from there.
 175          */
 176         loops = 10;
 177         do {
 178                 f->last_free_lookup = (f->num_maps - 1) *
 179                                         (r / (OS_RAND_MAX + 1.0));
 180                 if (!get_next_free_block(td, f, ddir, b))
 181                         return 0;
 182
 183                 r = os_random_long(&td->random_state);
 184         } while (--loops);
 185
 186         /*
 187          * that didn't work either, try exhaustive search from the start
 188          */
 189         f->last_free_lookup = 0;
 190         return get_next_free_block(td, f, ddir, b);
 191 }
 192
 193 /*
 194  * For random io, generate a random new block and see if it's used. Repeat
 195  * until we find a free one. For sequential io, just return the end of
 196  * the last io issued.
 197  */
 198 static int __get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 199 {
 200         struct fio_file *f = io_u->file;
 201         unsigned long long b;
 202         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
 203
 204         if (td_random(td) && (td->o.ddir_nr && !--td->ddir_nr)) {
 205                 td->ddir_nr = td->o.ddir_nr;
 206
 207                 if (get_next_rand_offset(td, f, ddir, &b)) {
 208                         dprint(FD_IO, "%s: getting rand offset failed\n",
 209                                 f->file_name);
 210                         return 1;
 211                 }
 212         } else {
 213                 if (f->last_pos >= f->real_file_size) {
 214                         if (!td_random(td) ||
 215                              get_next_rand_offset(td, f, ddir, &b)) {
 216                                 dprint(FD_IO, "%s: pos %llu > size %llu\n",
 217                                                 f->file_name, f->last_pos,
 218                                                 f->real_file_size);
 219                                 return 1;
 220                         }
 221                 } else
 222                         b = (f->last_pos - f->file_offset) / td->o.min_bs[ddir];
 223         }
 224
 225         io_u->offset = b * td->o.ba[ddir];
 226         if (io_u->offset >= f->io_size) {
 227                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= io_size %llu\n",
 228                                         io_u->offset, f->io_size);
 229                 return 1;
 230         }
 231
 232         io_u->offset += f->file_offset;
 233         if (io_u->offset >= f->real_file_size) {
 234                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= size %llu\n",
 235                                         io_u->offset, f->real_file_size);
 236                 return 1;
 237         }
 238
 239         return 0;
 240 }
 241
 242 static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 243 {
 244         struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
 245
 246         if (ops->fill_io_u_off)
 247                 return ops->fill_io_u_off(td, io_u);
 248
 249         return __get_next_offset(td, io_u);
 250 }
 251
 252 static unsigned int __get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 253 {
 254         const int ddir = io_u->ddir;
 255         unsigned int uninitialized_var(buflen);
 256         unsigned int minbs, maxbs;
 257         long r;
 258
 259         minbs = td->o.min_bs[ddir];
 260         maxbs = td->o.max_bs[ddir];
 261
 262         if (minbs == maxbs)
 263                 buflen = minbs;
 264         else {
 265                 r = os_random_long(&td->bsrange_state);
 266                 if (!td->o.bssplit_nr[ddir]) {
 267                         buflen = 1 + (unsigned int) ((double) maxbs *
 268                                         (r / (OS_RAND_MAX + 1.0)));
 269                         if (buflen < minbs)
 270                                 buflen = minbs;
 271                 } else {
 272                         long perc = 0;
 273                         unsigned int i;
 274
 275                         for (i = 0; i < td->o.bssplit_nr[ddir]; i++) {
 276                                 struct bssplit *bsp = &td->o.bssplit[ddir][i];
 277
 278                                 buflen = bsp->bs;
 279                                 perc += bsp->perc;
 280                                 if (r <= ((OS_RAND_MAX / 100L) * perc))
 281                                         break;
 282                         }
 283                 }
 284                 if (!td->o.bs_unaligned && is_power_of_2(minbs))
 285                         buflen = (buflen + minbs - 1) & ~(minbs - 1);
 286         }
 287
 288         if (io_u->offset + buflen > io_u->file->real_file_size) {
 289                 dprint(FD_IO, "lower buflen %u -> %u (ddir=%d)\n", buflen,
 290                                                 minbs, ddir);
 291                 buflen = minbs;
 292         }
 293
 294         return buflen;
 295 }
 296
 297 static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 298 {
 299         struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
 300
 301         if (ops->fill_io_u_size)
 302                 return ops->fill_io_u_size(td, io_u);
 303
 304         return __get_next_buflen(td, io_u);
 305 }
 306
 307 static void set_rwmix_bytes(struct thread_data *td)
 308 {
 309         unsigned int diff;
 310
 311         /*
 312          * we do time or byte based switch. this is needed because
 313          * buffered writes may issue a lot quicker than they complete,
 314          * whereas reads do not.
 315          */
 316         diff = td->o.rwmix[td->rwmix_ddir ^ 1];
 317         td->rwmix_issues = (td->io_issues[td->rwmix_ddir] * diff) / 100;
 318 }
 319
 320 static inline enum fio_ddir get_rand_ddir(struct thread_data *td)
 321 {
 322         unsigned int v;
 323         long r;
 324
 325         r = os_random_long(&td->rwmix_state);
 326         v = 1 + (int) (100.0 * (r / (OS_RAND_MAX + 1.0)));
 327         if (v <= td->o.rwmix[DDIR_READ])
 328                 return DDIR_READ;
 329
 330         return DDIR_WRITE;
 331 }
 332
 333 static enum fio_ddir rate_ddir(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 334 {
 335         enum fio_ddir odir = ddir ^ 1;
 336         struct timeval t;
 337         long usec;
 338
 339         if (td->rate_pending_usleep[ddir] <= 0)
 340                 return ddir;
 341
 342         /*
 343          * We have too much pending sleep in this direction. See if we
 344          * should switch.
 345          */
 346         if (td_rw(td)) {
 347                 /*
 348                  * Other direction does not have too much pending, switch
 349                  */
 350                 if (td->rate_pending_usleep[odir] < 100000)
 351                         return odir;
 352
 353                 /*
 354                  * Both directions have pending sleep. Sleep the minimum time
 355                  * and deduct from both.
 356                  */
 357                 if (td->rate_pending_usleep[ddir] <=
 358                         td->rate_pending_usleep[odir]) {
 359                         usec = td->rate_pending_usleep[ddir];
 360                 } else {
 361                         usec = td->rate_pending_usleep[odir];
 362                         ddir = odir;
 363                 }
 364         } else
 365                 usec = td->rate_pending_usleep[ddir];
 366
 367         fio_gettime(&t, NULL);
 368         usec_sleep(td, usec);
 369         usec = utime_since_now(&t);
 370
 371         td->rate_pending_usleep[ddir] -= usec;
 372
 373         odir = ddir ^ 1;
 374         if (td_rw(td) && __should_check_rate(td, odir))
 375                 td->rate_pending_usleep[odir] -= usec;
 376
 377         return ddir;
 378 }
 379
 380 /*
 381  * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
 382  * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
 383  * necessary.
 384  */
 385 static enum fio_ddir get_rw_ddir(struct thread_data *td)
 386 {
 387         enum fio_ddir ddir;
 388
 389         /*
 390          * see if it's time to fsync
 391          */
 392         if (td->o.fsync_blocks &&
 393            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fsync_blocks) &&
 394              td->io_issues[DDIR_WRITE] && should_fsync(td))
 395                 return DDIR_SYNC;
 396
 397         /*
 398          * see if it's time to fdatasync
 399          */
 400         if (td->o.fdatasync_blocks &&
 401            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fdatasync_blocks) &&
 402              td->io_issues[DDIR_WRITE] && should_fsync(td))
 403                 return DDIR_DATASYNC;
 404
 405         /*
 406          * see if it's time to sync_file_range
 407          */
 408         if (td->sync_file_range_nr &&
 409            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->sync_file_range_nr) &&
 410              td->io_issues[DDIR_WRITE] && should_fsync(td))
 411                 return DDIR_SYNC_FILE_RANGE;
 412
 413         if (td_rw(td)) {
 414                 /*
 415                  * Check if it's time to seed a new data direction.
 416                  */
 417                 if (td->io_issues[td->rwmix_ddir] >= td->rwmix_issues) {
 418                         /*
 419                          * Put a top limit on how many bytes we do for
 420                          * one data direction, to avoid overflowing the
 421                          * ranges too much
 422                          */
 423                         ddir = get_rand_ddir(td);
 424
 425                         if (ddir != td->rwmix_ddir)
 426                                 set_rwmix_bytes(td);
 427
 428                         td->rwmix_ddir = ddir;
 429                 }
 430                 ddir = td->rwmix_ddir;
 431         } else if (td_read(td))
 432                 ddir = DDIR_READ;
 433         else
 434                 ddir = DDIR_WRITE;
 435
 436         td->rwmix_ddir = rate_ddir(td, ddir);
 437         return td->rwmix_ddir;
 438 }
 439
 440 void put_file_log(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 441 {
 442         int ret = put_file(td, f);
 443
 444         if (ret)
 445                 td_verror(td, ret, "file close");
 446 }
 447
 448 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 449 {
 450         td_io_u_lock(td);
 451
 452         io_u->flags |= IO_U_F_FREE;
 453         io_u->flags &= ~IO_U_F_FREE_DEF;
 454
 455         if (io_u->file)
 456                 put_file_log(td, io_u->file);
 457
 458         io_u->file = NULL;
 459         if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH)
 460                 td->cur_depth--;
 461         flist_del_init(&io_u->list);
 462         flist_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
 463         td_io_u_unlock(td);
 464         td_io_u_free_notify(td);
 465 }
 466
 467 void clear_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 468 {
 469         io_u->flags &= ~IO_U_F_FLIGHT;
 470         put_io_u(td, io_u);
 471 }
 472
 473 void requeue_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 474 {
 475         struct io_u *__io_u = *io_u;
 476
 477         dprint(FD_IO, "requeue %p\n", __io_u);
 478
 479         td_io_u_lock(td);
 480
 481         __io_u->flags |= IO_U_F_FREE;
 482         if ((__io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT) && !ddir_sync(__io_u->ddir))
 483                 td->io_issues[__io_u->ddir]--;
 484
 485         __io_u->flags &= ~IO_U_F_FLIGHT;
 486         if (__io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH)
 487                 td->cur_depth--;
 488         flist_del(&__io_u->list);
 489         flist_add_tail(&__io_u->list, &td->io_u_requeues);
 490         td_io_u_unlock(td);
 491         *io_u = NULL;
 492 }
 493
 494 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 495 {
 496         if (td->io_ops->flags & FIO_NOIO)
 497                 goto out;
 498
 499         io_u->ddir = get_rw_ddir(td);
 500
 501         /*
 502          * fsync() or fdatasync(), we are done
 503          */
 504         if (ddir_sync(io_u->ddir))
 505                 goto out;
 506
 507         /*
 508          * See if it's time to switch to a new zone
 509          */
 510         if (td->zone_bytes >= td->o.zone_size) {
 511                 td->zone_bytes = 0;
 512                 io_u->file->last_pos += td->o.zone_skip;
 513                 td->io_skip_bytes += td->o.zone_skip;
 514         }
 515
 516         /*
 517          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next buflen and
 518          * position.
 519          */
 520         if (get_next_offset(td, io_u)) {
 521                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting offset\n", io_u);
 522                 return 1;
 523         }
 524
 525         io_u->buflen = get_next_buflen(td, io_u);
 526         if (!io_u->buflen) {
 527                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting buflen\n", io_u);
 528                 return 1;
 529         }
 530
 531         if (io_u->offset + io_u->buflen > io_u->file->real_file_size) {
 532                 dprint(FD_IO, "io_u %p, offset too large\n", io_u);
 533                 dprint(FD_IO, "  off=%llu/%lu > %llu\n", io_u->offset,
 534                                 io_u->buflen, io_u->file->real_file_size);
 535                 return 1;
 536         }
 537
 538         /*
 539          * mark entry before potentially trimming io_u
 540          */
 541         if (td_random(td) && file_randommap(td, io_u->file))
 542                 mark_random_map(td, io_u);
 543
 544         /*
 545          * If using a write iolog, store this entry.
 546          */
 547 out:
 548         dprint_io_u(io_u, "fill_io_u");
 549         td->zone_bytes += io_u->buflen;
 550         log_io_u(td, io_u);
 551         return 0;
 552 }
 553
 554 static void __io_u_mark_map(unsigned int *map, unsigned int nr)
 555 {
 556         int index = 0;
 557
 558         switch (nr) {
 559         default:
 560                 index = 6;
 561                 break;
 562         case 33 ... 64:
 563                 index = 5;
 564                 break;
 565         case 17 ... 32:
 566                 index = 4;
 567                 break;
 568         case 9 ... 16:
 569                 index = 3;
 570                 break;
 571         case 5 ... 8:
 572                 index = 2;
 573                 break;
 574         case 1 ... 4:
 575                 index = 1;
 576         case 0:
 577                 break;
 578         }
 579
 580         map[index]++;
 581 }
 582
 583 void io_u_mark_submit(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 584 {
 585         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_submit, nr);
 586         td->ts.total_submit++;
 587 }
 588
 589 void io_u_mark_complete(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 590 {
 591         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_complete, nr);
 592         td->ts.total_complete++;
 593 }
 594
 595 void io_u_mark_depth(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 596 {
 597         int index = 0;
 598
 599         switch (td->cur_depth) {
 600         default:
 601                 index = 6;
 602                 break;
 603         case 32 ... 63:
 604                 index = 5;
 605                 break;
 606         case 16 ... 31:
 607                 index = 4;
 608                 break;
 609         case 8 ... 15:
 610                 index = 3;
 611                 break;
 612         case 4 ... 7:
 613                 index = 2;
 614                 break;
 615         case 2 ... 3:
 616                 index = 1;
 617         case 1:
 618                 break;
 619         }
 620
 621         td->ts.io_u_map[index] += nr;
 622 }
 623
 624 static void io_u_mark_lat_usec(struct thread_data *td, unsigned long usec)
 625 {
 626         int index = 0;
 627
 628         assert(usec < 1000);
 629
 630         switch (usec) {
 631         case 750 ... 999:
 632                 index = 9;
 633                 break;
 634         case 500 ... 749:
 635                 index = 8;
 636                 break;
 637         case 250 ... 499:
 638                 index = 7;
 639                 break;
 640         case 100 ... 249:
 641                 index = 6;
 642                 break;
 643         case 50 ... 99:
 644                 index = 5;
 645                 break;
 646         case 20 ... 49:
 647                 index = 4;
 648                 break;
 649         case 10 ... 19:
 650                 index = 3;
 651                 break;
 652         case 4 ... 9:
 653                 index = 2;
 654                 break;
 655         case 2 ... 3:
 656                 index = 1;
 657         case 0 ... 1:
 658                 break;
 659         }
 660
 661         assert(index < FIO_IO_U_LAT_U_NR);
 662         td->ts.io_u_lat_u[index]++;
 663 }
 664
 665 static void io_u_mark_lat_msec(struct thread_data *td, unsigned long msec)
 666 {
 667         int index = 0;
 668
 669         switch (msec) {
 670         default:
 671                 index = 11;
 672                 break;
 673         case 1000 ... 1999:
 674                 index = 10;
 675                 break;
 676         case 750 ... 999:
 677                 index = 9;
 678                 break;
 679         case 500 ... 749:
 680                 index = 8;
 681                 break;
 682         case 250 ... 499:
 683                 index = 7;
 684                 break;
 685         case 100 ... 249:
 686                 index = 6;
 687                 break;
 688         case 50 ... 99:
 689                 index = 5;
 690                 break;
 691         case 20 ... 49:
 692                 index = 4;
 693                 break;
 694         case 10 ... 19:
 695                 index = 3;
 696                 break;
 697         case 4 ... 9:
 698                 index = 2;
 699                 break;
 700         case 2 ... 3:
 701                 index = 1;
 702         case 0 ... 1:
 703                 break;
 704         }
 705
 706         assert(index < FIO_IO_U_LAT_M_NR);
 707         td->ts.io_u_lat_m[index]++;
 708 }
 709
 710 static void io_u_mark_latency(struct thread_data *td, unsigned long usec)
 711 {
 712         if (usec < 1000)
 713                 io_u_mark_lat_usec(td, usec);
 714         else
 715                 io_u_mark_lat_msec(td, usec / 1000);
 716 }
 717
 718 /*
 719  * Get next file to service by choosing one at random
 720  */
 721 static struct fio_file *get_next_file_rand(struct thread_data *td,
 722                                            enum fio_file_flags goodf,
 723                                            enum fio_file_flags badf)
 724 {
 725         struct fio_file *f;
 726         int fno;
 727
 728         do {
 729                 long r = os_random_long(&td->next_file_state);
 730                 int opened = 0;
 731
 732                 fno = (unsigned int) ((double) td->o.nr_files
 733                         * (r / (OS_RAND_MAX + 1.0)));
 734                 f = td->files[fno];
 735                 if (fio_file_done(f))
 736                         continue;
 737
 738                 if (!fio_file_open(f)) {
 739                         int err;
 740
 741                         err = td_io_open_file(td, f);
 742                         if (err)
 743                                 continue;
 744                         opened = 1;
 745                 }
 746
 747                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf)) {
 748                         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rand: %p\n", f);
 749                         return f;
 750                 }
 751                 if (opened)
 752                         td_io_close_file(td, f);
 753         } while (1);
 754 }
 755
 756 /*
 757  * Get next file to service by doing round robin between all available ones
 758  */
 759 static struct fio_file *get_next_file_rr(struct thread_data *td, int goodf,
 760                                          int badf)
 761 {
 762         unsigned int old_next_file = td->next_file;
 763         struct fio_file *f;
 764
 765         do {
 766                 int opened = 0;
 767
 768                 f = td->files[td->next_file];
 769
 770                 td->next_file++;
 771                 if (td->next_file >= td->o.nr_files)
 772                         td->next_file = 0;
 773
 774                 dprint(FD_FILE, "trying file %s %x\n", f->file_name, f->flags);
 775                 if (fio_file_done(f)) {
 776                         f = NULL;
 777                         continue;
 778                 }
 779
 780                 if (!fio_file_open(f)) {
 781                         int err;
 782
 783                         err = td_io_open_file(td, f);
 784                         if (err) {
 785                                 dprint(FD_FILE, "error %d on open of %s\n",
 786                                         err, f->file_name);
 787                                 f = NULL;
 788                                 continue;
 789                         }
 790                         opened = 1;
 791                 }
 792
 793                 dprint(FD_FILE, "goodf=%x, badf=%x, ff=%x\n", goodf, badf,
 794                                                                 f->flags);
 795                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf))
 796                         break;
 797
 798                 if (opened)
 799                         td_io_close_file(td, f);
 800
 801                 f = NULL;
 802         } while (td->next_file != old_next_file);
 803
 804         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rr: %p\n", f);
 805         return f;
 806 }
 807
 808 static struct fio_file *__get_next_file(struct thread_data *td)
 809 {
 810         struct fio_file *f;
 811
 812         assert(td->o.nr_files <= td->files_index);
 813
 814         if (td->nr_done_files >= td->o.nr_files) {
 815                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: nr_open=%d, nr_done=%d,"
 816                                 " nr_files=%d\n", td->nr_open_files,
 817                                                   td->nr_done_files,
 818                                                   td->o.nr_files);
 819                 return NULL;
 820         }
 821
 822         f = td->file_service_file;
 823         if (f && fio_file_open(f) && !fio_file_closing(f)) {
 824                 if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
 825                         goto out;
 826                 if (td->file_service_left--)
 827                         goto out;
 828         }
 829
 830         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RR ||
 831             td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
 832                 f = get_next_file_rr(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
 833         else
 834                 f = get_next_file_rand(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
 835
 836         td->file_service_file = f;
 837         td->file_service_left = td->file_service_nr - 1;
 838 out:
 839         dprint(FD_FILE, "get_next_file: %p [%s]\n", f, f->file_name);
 840         return f;
 841 }
 842
 843 static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
 844 {
 845         struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
 846
 847         if (ops->get_next_file)
 848                 return ops->get_next_file(td);
 849
 850         return __get_next_file(td);
 851 }
 852
 853 static int set_io_u_file(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 854 {
 855         struct fio_file *f;
 856
 857         do {
 858                 f = get_next_file(td);
 859                 if (!f)
 860                         return 1;
 861
 862                 io_u->file = f;
 863                 get_file(f);
 864
 865                 if (!fill_io_u(td, io_u))
 866                         break;
 867
 868                 put_file_log(td, f);
 869                 td_io_close_file(td, f);
 870                 io_u->file = NULL;
 871                 fio_file_set_done(f);
 872                 td->nr_done_files++;
 873                 dprint(FD_FILE, "%s: is done (%d of %d)\n", f->file_name,
 874                                         td->nr_done_files, td->o.nr_files);
 875         } while (1);
 876
 877         return 0;
 878 }
 879
 880
 881 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
 882 {
 883         struct io_u *io_u = NULL;
 884
 885         td_io_u_lock(td);
 886
 887 again:
 888         if (!flist_empty(&td->io_u_requeues))
 889                 io_u = flist_entry(td->io_u_requeues.next, struct io_u, list);
 890         else if (!queue_full(td)) {
 891                 io_u = flist_entry(td->io_u_freelist.next, struct io_u, list);
 892
 893                 io_u->buflen = 0;
 894                 io_u->resid = 0;
 895                 io_u->file = NULL;
 896                 io_u->end_io = NULL;
 897         }
 898
 899         if (io_u) {
 900                 assert(io_u->flags & IO_U_F_FREE);
 901                 io_u->flags &= ~(IO_U_F_FREE | IO_U_F_FREE_DEF);
 902
 903                 io_u->error = 0;
 904                 flist_del(&io_u->list);
 905                 flist_add(&io_u->list, &td->io_u_busylist);
 906                 td->cur_depth++;
 907                 io_u->flags |= IO_U_F_IN_CUR_DEPTH;
 908         } else if (td->o.verify_async) {
 909                 /*
 910                  * We ran out, wait for async verify threads to finish and
 911                  * return one
 912                  */
 913                 pthread_cond_wait(&td->free_cond, &td->io_u_lock);
 914                 goto again;
 915         }
 916
 917         td_io_u_unlock(td);
 918         return io_u;
 919 }
 920
 921 /*
 922  * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
 923  * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped and submitted.
 924  */
 925 struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
 926 {
 927         struct fio_file *f;
 928         struct io_u *io_u;
 929
 930         io_u = __get_io_u(td);
 931         if (!io_u) {
 932                 dprint(FD_IO, "__get_io_u failed\n");
 933                 return NULL;
 934         }
 935
 936         if (td->o.verify_backlog && td->io_hist_len) {
 937                 int get_verify = 0;
 938
 939                 if (td->verify_batch) {
 940                         td->verify_batch--;
 941                         get_verify = 1;
 942                 } else if (!(td->io_hist_len % td->o.verify_backlog) &&
 943                          td->last_ddir != DDIR_READ) {
 944                         td->verify_batch = td->o.verify_batch;
 945                         if (!td->verify_batch)
 946                                 td->verify_batch = td->o.verify_backlog;
 947                         get_verify = 1;
 948                 }
 949
 950                 if (get_verify && !get_next_verify(td, io_u))
 951                         goto out;
 952         }
 953
 954         /*
 955          * from a requeue, io_u already setup
 956          */
 957         if (io_u->file)
 958                 goto out;
 959
 960         /*
 961          * If using an iolog, grab next piece if any available.
 962          */
 963         if (td->o.read_iolog_file) {
 964                 if (read_iolog_get(td, io_u))
 965                         goto err_put;
 966         } else if (set_io_u_file(td, io_u)) {
 967                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
 968                 goto err_put;
 969         }
 970
 971         f = io_u->file;
 972         assert(fio_file_open(f));
 973
 974         if (!ddir_sync(io_u->ddir)) {
 975                 if (!io_u->buflen && !(td->io_ops->flags & FIO_NOIO)) {
 976                         dprint(FD_IO, "get_io_u: zero buflen on %p\n", io_u);
 977                         goto err_put;
 978                 }
 979
 980                 f->last_pos = io_u->offset + io_u->buflen;
 981
 982                 if (td->o.verify != VERIFY_NONE && io_u->ddir == DDIR_WRITE)
 983                         populate_verify_io_u(td, io_u);
 984                 else if (td->o.refill_buffers && io_u->ddir == DDIR_WRITE)
 985                         io_u_fill_buffer(td, io_u, io_u->xfer_buflen);
 986         }
 987
 988         /*
 989          * Set io data pointers.
 990          */
 991         io_u->xfer_buf = io_u->buf;
 992         io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
 993
 994 out:
 995         if (!td_io_prep(td, io_u)) {
 996                 if (!td->o.disable_slat)
 997                         fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
 998                 return io_u;
 999         }
1000 err_put:
1001         dprint(FD_IO, "get_io_u failed\n");
1002         put_io_u(td, io_u);
1003         return NULL;
1004 }
1005
1006 void io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1007 {
1008         const char *msg[] = { "read", "write", "sync" };
1009
1010         log_err("fio: io_u error");
1011
1012         if (io_u->file)
1013                 log_err(" on file %s", io_u->file->file_name);
1014
1015         log_err(": %s\n", strerror(io_u->error));
1016
1017         log_err("     %s offset=%llu, buflen=%lu\n", msg[io_u->ddir],
1018                                         io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
1019
1020         if (!td->error)
1021                 td_verror(td, io_u->error, "io_u error");
1022 }
1023
1024 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1025                          struct io_completion_data *icd)
1026 {
1027         /*
1028          * Older gcc's are too dumb to realize that usec is always used
1029          * initialized, silence that warning.
1030          */
1031         unsigned long uninitialized_var(usec);
1032         struct fio_file *f;
1033
1034         dprint_io_u(io_u, "io complete");
1035
1036         td_io_u_lock(td);
1037         assert(io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT);
1038         io_u->flags &= ~IO_U_F_FLIGHT;
1039         td_io_u_unlock(td);
1040
1041         if (ddir_sync(io_u->ddir)) {
1042                 td->last_was_sync = 1;
1043                 f = io_u->file;
1044                 if (f) {
1045                         f->first_write = -1ULL;
1046                         f->last_write = -1ULL;
1047                 }
1048                 return;
1049         }
1050
1051         td->last_was_sync = 0;
1052         td->last_ddir = io_u->ddir;
1053
1054         if (!io_u->error) {
1055                 unsigned int bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
1056                 const enum fio_ddir idx = io_u->ddir;
1057                 const enum fio_ddir odx = io_u->ddir ^ 1;
1058                 int ret;
1059
1060                 td->io_blocks[idx]++;
1061                 td->io_bytes[idx] += bytes;
1062                 td->this_io_bytes[idx] += bytes;
1063
1064                 if (idx == DDIR_WRITE) {
1065                         f = io_u->file;
1066                         if (f) {
1067                                 if (f->first_write == -1ULL ||
1068                                     io_u->offset < f->first_write)
1069                                         f->first_write = io_u->offset;
1070                                 if (f->last_write == -1ULL ||
1071                                     ((io_u->offset + bytes) > f->last_write))
1072                                         f->last_write = io_u->offset + bytes;
1073                         }
1074                 }
1075
1076                 if (ramp_time_over(td)) {
1077                         unsigned long uninitialized_var(lusec);
1078
1079                         if (!td->o.disable_clat || !td->o.disable_bw)
1080                                 lusec = utime_since(&io_u->issue_time,
1081                                                         &icd->time);
1082
1083                         if (!td->o.disable_clat) {
1084                                 add_clat_sample(td, idx, lusec, bytes);
1085                                 io_u_mark_latency(td, lusec);
1086                         }
1087                         if (!td->o.disable_bw)
1088                                 add_bw_sample(td, idx, bytes, &icd->time);
1089                         if (__should_check_rate(td, idx)) {
1090                                 td->rate_pending_usleep[idx] =
1091                                         ((td->this_io_bytes[idx] *
1092                                           td->rate_nsec_cycle[idx]) / 1000 -
1093                                          utime_since_now(&td->start));
1094                         }
1095                         if (__should_check_rate(td, idx ^ 1))
1096                                 td->rate_pending_usleep[odx] =
1097                                         ((td->this_io_bytes[odx] *
1098                                           td->rate_nsec_cycle[odx]) / 1000 -
1099                                          utime_since_now(&td->start));
1100                 }
1101
1102                 if (td_write(td) && idx == DDIR_WRITE &&
1103                     td->o.do_verify &&
1104                     td->o.verify != VERIFY_NONE)
1105                         log_io_piece(td, io_u);
1106
1107                 icd->bytes_done[idx] += bytes;
1108
1109                 if (io_u->end_io) {
1110                         ret = io_u->end_io(td, io_u);
1111                         if (ret && !icd->error)
1112                                 icd->error = ret;
1113                 }
1114         } else {
1115                 icd->error = io_u->error;
1116                 io_u_log_error(td, io_u);
1117         }
1118         if (td->o.continue_on_error && icd->error &&
1119             td_non_fatal_error(icd->error)) {
1120                 /*
1121                  * If there is a non_fatal error, then add to the error count
1122                  * and clear all the errors.
1123                  */
1124                 update_error_count(td, icd->error);
1125                 td_clear_error(td);
1126                 icd->error = 0;
1127                 io_u->error = 0;
1128         }
1129 }
1130
1131 static void init_icd(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
1132                      int nr)
1133 {
1134         if (!td->o.disable_clat || !td->o.disable_bw)
1135                 fio_gettime(&icd->time, NULL);
1136
1137         icd->nr = nr;
1138
1139         icd->error = 0;
1140         icd->bytes_done[0] = icd->bytes_done[1] = 0;
1141 }
1142
1143 static void ios_completed(struct thread_data *td,
1144                           struct io_completion_data *icd)
1145 {
1146         struct io_u *io_u;
1147         int i;
1148
1149         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
1150                 io_u = td->io_ops->event(td, i);
1151
1152                 io_completed(td, io_u, icd);
1153
1154                 if (!(io_u->flags & IO_U_F_FREE_DEF))
1155                         put_io_u(td, io_u);
1156         }
1157 }
1158
1159 /*
1160  * Complete a single io_u for the sync engines.
1161  */
1162 int io_u_sync_complete(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1163                        unsigned long *bytes)
1164 {
1165         struct io_completion_data icd;
1166
1167         init_icd(td, &icd, 1);
1168         io_completed(td, io_u, &icd);
1169
1170         if (!(io_u->flags & IO_U_F_FREE_DEF))
1171                 put_io_u(td, io_u);
1172
1173         if (icd.error) {
1174                 td_verror(td, icd.error, "io_u_sync_complete");
1175                 return -1;
1176         }
1177
1178         if (bytes) {
1179                 bytes[0] += icd.bytes_done[0];
1180                 bytes[1] += icd.bytes_done[1];
1181         }
1182
1183         return 0;
1184 }
1185
1186 /*
1187  * Called to complete min_events number of io for the async engines.
1188  */
1189 int io_u_queued_complete(struct thread_data *td, int min_evts,
1190                          unsigned long *bytes)
1191 {
1192         struct io_completion_data icd;
1193         struct timespec *tvp = NULL;
1194         int ret;
1195         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0, };
1196
1197         dprint(FD_IO, "io_u_queued_completed: min=%d\n", min_evts);
1198
1199         if (!min_evts)
1200                 tvp = &ts;
1201
1202         ret = td_io_getevents(td, min_evts, td->o.iodepth_batch_complete, tvp);
1203         if (ret < 0) {
1204                 td_verror(td, -ret, "td_io_getevents");
1205                 return ret;
1206         } else if (!ret)
1207                 return ret;
1208
1209         init_icd(td, &icd, ret);
1210         ios_completed(td, &icd);
1211         if (icd.error) {
1212                 td_verror(td, icd.error, "io_u_queued_complete");
1213                 return -1;
1214         }
1215
1216         if (bytes) {
1217                 bytes[0] += icd.bytes_done[0];
1218                 bytes[1] += icd.bytes_done[1];
1219         }
1220
1221         return 0;
1222 }
1223
1224 /*
1225  * Call when io_u is really queued, to update the submission latency.
1226  */
1227 void io_u_queued(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1228 {
1229         if (!td->o.disable_slat) {
1230                 unsigned long slat_time;
1231
1232                 slat_time = utime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time);
1233                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, slat_time, io_u->xfer_buflen);
1234         }
1235 }
1236
1237 /*
1238  * "randomly" fill the buffer contents
1239  */
1240 void io_u_fill_buffer(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1241                       unsigned int max_bs)
1242 {
1243         if (!td->o.zero_buffers)
1244                 fill_random_buf(io_u->buf, max_bs);
1245         else
1246                 memset(io_u->buf, 0, max_bs);
1247 }