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 "trim.h"
  12 #include "lib/rand.h"
  13 #include "lib/axmap.h"
  14 #include "err.h"
  15 #include "lib/pow2.h"
  16 #include "minmax.h"
  17
  18 struct io_completion_data {
  19         int nr;                         /* input */
  20
  21         int error;                      /* output */
  22         uint64_t bytes_done[DDIR_RWDIR_CNT];    /* output */
  23         struct timespec time;           /* output */
  24 };
  25
  26 /*
  27  * The ->io_axmap contains a map of blocks we have or have not done io
  28  * to yet. Used to make sure we cover the entire range in a fair fashion.
  29  */
  30 static bool random_map_free(struct fio_file *f, const uint64_t block)
  31 {
  32         return !axmap_isset(f->io_axmap, block);
  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.min_bs[io_u->ddir];
  41         struct fio_file *f = io_u->file;
  42         unsigned int nr_blocks;
  43         uint64_t block;
  44
  45         block = (io_u->offset - f->file_offset) / (uint64_t) min_bs;
  46         nr_blocks = (io_u->buflen + min_bs - 1) / min_bs;
  47
  48         if (!(io_u->flags & IO_U_F_BUSY_OK))
  49                 nr_blocks = axmap_set_nr(f->io_axmap, block, nr_blocks);
  50
  51         if ((nr_blocks * min_bs) < io_u->buflen)
  52                 io_u->buflen = nr_blocks * min_bs;
  53 }
  54
  55 static uint64_t last_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  56                            enum fio_ddir ddir)
  57 {
  58         uint64_t max_blocks;
  59         uint64_t max_size;
  60
  61         assert(ddir_rw(ddir));
  62
  63         /*
  64          * Hmm, should we make sure that ->io_size <= ->real_file_size?
  65          * -> not for now since there is code assuming it could go either.
  66          */
  67         max_size = f->io_size;
  68         if (max_size > f->real_file_size)
  69                 max_size = f->real_file_size;
  70
  71         if (td->o.zone_range)
  72                 max_size = td->o.zone_range;
  73
  74         if (td->o.min_bs[ddir] > td->o.ba[ddir])
  75                 max_size -= td->o.min_bs[ddir] - td->o.ba[ddir];
  76
  77         max_blocks = max_size / (uint64_t) td->o.ba[ddir];
  78         if (!max_blocks)
  79                 return 0;
  80
  81         return max_blocks;
  82 }
  83
  84 struct rand_off {
  85         struct flist_head list;
  86         uint64_t off;
  87 };
  88
  89 static int __get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  90                                   enum fio_ddir ddir, uint64_t *b,
  91                                   uint64_t lastb)
  92 {
  93         uint64_t r;
  94
  95         if (td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE ||
  96             td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE64) {
  97
  98                 r = __rand(&td->random_state);
  99
 100                 dprint(FD_RANDOM, "off rand %llu\n", (unsigned long long) r);
 101
 102                 *b = lastb * (r / (rand_max(&td->random_state) + 1.0));
 103         } else {
 104                 uint64_t off = 0;
 105
 106                 assert(fio_file_lfsr(f));
 107
 108                 if (lfsr_next(&f->lfsr, &off))
 109                         return 1;
 110
 111                 *b = off;
 112         }
 113
 114         /*
 115          * if we are not maintaining a random map, we are done.
 116          */
 117         if (!file_randommap(td, f))
 118                 goto ret;
 119
 120         /*
 121          * calculate map offset and check if it's free
 122          */
 123         if (random_map_free(f, *b))
 124                 goto ret;
 125
 126         dprint(FD_RANDOM, "get_next_rand_offset: offset %llu busy\n",
 127                                                 (unsigned long long) *b);
 128
 129         *b = axmap_next_free(f->io_axmap, *b);
 130         if (*b == (uint64_t) -1ULL)
 131                 return 1;
 132 ret:
 133         return 0;
 134 }
 135
 136 static int __get_next_rand_offset_zipf(struct thread_data *td,
 137                                        struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 138                                        uint64_t *b)
 139 {
 140         *b = zipf_next(&f->zipf);
 141         return 0;
 142 }
 143
 144 static int __get_next_rand_offset_pareto(struct thread_data *td,
 145                                          struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 146                                          uint64_t *b)
 147 {
 148         *b = pareto_next(&f->zipf);
 149         return 0;
 150 }
 151
 152 static int __get_next_rand_offset_gauss(struct thread_data *td,
 153                                         struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 154                                         uint64_t *b)
 155 {
 156         *b = gauss_next(&f->gauss);
 157         return 0;
 158 }
 159
 160 static int __get_next_rand_offset_zoned_abs(struct thread_data *td,
 161                                             struct fio_file *f,
 162                                             enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 163 {
 164         struct zone_split_index *zsi;
 165         uint64_t lastb, send, stotal;
 166         static int warned;
 167         unsigned int v;
 168
 169         lastb = last_block(td, f, ddir);
 170         if (!lastb)
 171                 return 1;
 172
 173         if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
 174 bail:
 175                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 176         }
 177
 178         /*
 179          * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
 180          */
 181         v = rand32_between(&td->zone_state, 1, 100);
 182
 183         /*
 184          * Find our generated table. 'send' is the end block of this zone,
 185          * 'stotal' is our start offset.
 186          */
 187         zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
 188         stotal = zsi->size_prev / td->o.ba[ddir];
 189         send = zsi->size / td->o.ba[ddir];
 190
 191         /*
 192          * Should never happen
 193          */
 194         if (send == -1U) {
 195                 if (!warned) {
 196                         log_err("fio: bug in zoned generation\n");
 197                         warned = 1;
 198                 }
 199                 goto bail;
 200         } else if (send > lastb) {
 201                 /*
 202                  * This happens if the user specifies ranges that exceed
 203                  * the file/device size. We can't handle that gracefully,
 204                  * so error and exit.
 205                  */
 206                 log_err("fio: zoned_abs sizes exceed file size\n");
 207                 return 1;
 208         }
 209
 210         /*
 211          * Generate index from 0..send-stotal
 212          */
 213         if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, send - stotal) == 1)
 214                 return 1;
 215
 216         *b += stotal;
 217         return 0;
 218 }
 219
 220 static int __get_next_rand_offset_zoned(struct thread_data *td,
 221                                         struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 222                                         uint64_t *b)
 223 {
 224         unsigned int v, send, stotal;
 225         uint64_t offset, lastb;
 226         static int warned;
 227         struct zone_split_index *zsi;
 228
 229         lastb = last_block(td, f, ddir);
 230         if (!lastb)
 231                 return 1;
 232
 233         if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
 234 bail:
 235                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 236         }
 237
 238         /*
 239          * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
 240          */
 241         v = rand32_between(&td->zone_state, 1, 100);
 242
 243         zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
 244         stotal = zsi->size_perc_prev;
 245         send = zsi->size_perc;
 246
 247         /*
 248          * Should never happen
 249          */
 250         if (send == -1U) {
 251                 if (!warned) {
 252                         log_err("fio: bug in zoned generation\n");
 253                         warned = 1;
 254                 }
 255                 goto bail;
 256         }
 257
 258         /*
 259          * 'send' is some percentage below or equal to 100 that
 260          * marks the end of the current IO range. 'stotal' marks
 261          * the start, in percent.
 262          */
 263         if (stotal)
 264                 offset = stotal * lastb / 100ULL;
 265         else
 266                 offset = 0;
 267
 268         lastb = lastb * (send - stotal) / 100ULL;
 269
 270         /*
 271          * Generate index from 0..send-of-lastb
 272          */
 273         if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb) == 1)
 274                 return 1;
 275
 276         /*
 277          * Add our start offset, if any
 278          */
 279         if (offset)
 280                 *b += offset;
 281
 282         return 0;
 283 }
 284
 285 static int flist_cmp(void *data, struct flist_head *a, struct flist_head *b)
 286 {
 287         struct rand_off *r1 = flist_entry(a, struct rand_off, list);
 288         struct rand_off *r2 = flist_entry(b, struct rand_off, list);
 289
 290         return r1->off - r2->off;
 291 }
 292
 293 static int get_off_from_method(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 294                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 295 {
 296         if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_RANDOM) {
 297                 uint64_t lastb;
 298
 299                 lastb = last_block(td, f, ddir);
 300                 if (!lastb)
 301                         return 1;
 302
 303                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 304         } else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZIPF)
 305                 return __get_next_rand_offset_zipf(td, f, ddir, b);
 306         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_PARETO)
 307                 return __get_next_rand_offset_pareto(td, f, ddir, b);
 308         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_GAUSS)
 309                 return __get_next_rand_offset_gauss(td, f, ddir, b);
 310         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED)
 311                 return __get_next_rand_offset_zoned(td, f, ddir, b);
 312         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED_ABS)
 313                 return __get_next_rand_offset_zoned_abs(td, f, ddir, b);
 314
 315         log_err("fio: unknown random distribution: %d\n", td->o.random_distribution);
 316         return 1;
 317 }
 318
 319 /*
 320  * Sort the reads for a verify phase in batches of verifysort_nr, if
 321  * specified.
 322  */
 323 static inline bool should_sort_io(struct thread_data *td)
 324 {
 325         if (!td->o.verifysort_nr || !td->o.do_verify)
 326                 return false;
 327         if (!td_random(td))
 328                 return false;
 329         if (td->runstate != TD_VERIFYING)
 330                 return false;
 331         if (td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE ||
 332             td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE64)
 333                 return false;
 334
 335         return true;
 336 }
 337
 338 static bool should_do_random(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 339 {
 340         unsigned int v;
 341
 342         if (td->o.perc_rand[ddir] == 100)
 343                 return true;
 344
 345         v = rand32_between(&td->seq_rand_state[ddir], 1, 100);
 346
 347         return v <= td->o.perc_rand[ddir];
 348 }
 349
 350 static int get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 351                                 enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 352 {
 353         struct rand_off *r;
 354         int i, ret = 1;
 355
 356         if (!should_sort_io(td))
 357                 return get_off_from_method(td, f, ddir, b);
 358
 359         if (!flist_empty(&td->next_rand_list)) {
 360 fetch:
 361                 r = flist_first_entry(&td->next_rand_list, struct rand_off, list);
 362                 flist_del(&r->list);
 363                 *b = r->off;
 364                 free(r);
 365                 return 0;
 366         }
 367
 368         for (i = 0; i < td->o.verifysort_nr; i++) {
 369                 r = malloc(sizeof(*r));
 370
 371                 ret = get_off_from_method(td, f, ddir, &r->off);
 372                 if (ret) {
 373                         free(r);
 374                         break;
 375                 }
 376
 377                 flist_add(&r->list, &td->next_rand_list);
 378         }
 379
 380         if (ret && !i)
 381                 return ret;
 382
 383         assert(!flist_empty(&td->next_rand_list));
 384         flist_sort(NULL, &td->next_rand_list, flist_cmp);
 385         goto fetch;
 386 }
 387
 388 static void loop_cache_invalidate(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 389 {
 390         struct thread_options *o = &td->o;
 391
 392         if (o->invalidate_cache && !o->odirect) {
 393                 int fio_unused ret;
 394
 395                 ret = file_invalidate_cache(td, f);
 396         }
 397 }
 398
 399 static int get_next_rand_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 400                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 401 {
 402         if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
 403                 return 0;
 404
 405         if (td->o.time_based ||
 406             (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)) {
 407                 fio_file_reset(td, f);
 408                 if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
 409                         return 0;
 410                 loop_cache_invalidate(td, f);
 411         }
 412
 413         dprint(FD_IO, "%s: rand offset failed, last=%llu, size=%llu\n",
 414                         f->file_name, (unsigned long long) f->last_pos[ddir],
 415                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 416         return 1;
 417 }
 418
 419 static int get_next_seq_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 420                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *offset)
 421 {
 422         struct thread_options *o = &td->o;
 423
 424         assert(ddir_rw(ddir));
 425
 426         /*
 427          * If we reach the end for a time based run, reset us back to 0
 428          * and invalidate the cache, if we need to.
 429          */
 430         if (f->last_pos[ddir] >= f->io_size + get_start_offset(td, f) &&
 431             o->time_based) {
 432                 f->last_pos[ddir] = f->file_offset;
 433                 loop_cache_invalidate(td, f);
 434         }
 435
 436         if (f->last_pos[ddir] < f->real_file_size) {
 437                 uint64_t pos;
 438
 439                 if (f->last_pos[ddir] == f->file_offset && o->ddir_seq_add < 0) {
 440                         if (f->real_file_size > f->io_size)
 441                                 f->last_pos[ddir] = f->io_size;
 442                         else
 443                                 f->last_pos[ddir] = f->real_file_size;
 444                 }
 445
 446                 pos = f->last_pos[ddir] - f->file_offset;
 447                 if (pos && o->ddir_seq_add) {
 448                         pos += o->ddir_seq_add;
 449
 450                         /*
 451                          * If we reach beyond the end of the file
 452                          * with holed IO, wrap around to the
 453                          * beginning again. If we're doing backwards IO,
 454                          * wrap to the end.
 455                          */
 456                         if (pos >= f->real_file_size) {
 457                                 if (o->ddir_seq_add > 0)
 458                                         pos = f->file_offset;
 459                                 else {
 460                                         if (f->real_file_size > f->io_size)
 461                                                 pos = f->io_size;
 462                                         else
 463                                                 pos = f->real_file_size;
 464
 465                                         pos += o->ddir_seq_add;
 466                                 }
 467                         }
 468                 }
 469
 470                 *offset = pos;
 471                 return 0;
 472         }
 473
 474         return 1;
 475 }
 476
 477 static int get_next_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 478                           enum fio_ddir ddir, int rw_seq,
 479                           unsigned int *is_random)
 480 {
 481         struct fio_file *f = io_u->file;
 482         uint64_t b, offset;
 483         int ret;
 484
 485         assert(ddir_rw(ddir));
 486
 487         b = offset = -1ULL;
 488
 489         if (rw_seq) {
 490                 if (td_random(td)) {
 491                         if (should_do_random(td, ddir)) {
 492                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 493                                 *is_random = 1;
 494                         } else {
 495                                 *is_random = 0;
 496                                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 497                                 ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 498                                 if (ret)
 499                                         ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 500                         }
 501                 } else {
 502                         *is_random = 0;
 503                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 504                 }
 505         } else {
 506                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 507                 *is_random = 0;
 508
 509                 if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_SEQ) {
 510                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 511                         if (ret) {
 512                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 513                                 *is_random = 0;
 514                         }
 515                 } else if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_IDENT) {
 516                         if (f->last_start[ddir] != -1ULL)
 517                                 offset = f->last_start[ddir] - f->file_offset;
 518                         else
 519                                 offset = 0;
 520                         ret = 0;
 521                 } else {
 522                         log_err("fio: unknown rw_seq=%d\n", td->o.rw_seq);
 523                         ret = 1;
 524                 }
 525         }
 526
 527         if (!ret) {
 528                 if (offset != -1ULL)
 529                         io_u->offset = offset;
 530                 else if (b != -1ULL)
 531                         io_u->offset = b * td->o.ba[ddir];
 532                 else {
 533                         log_err("fio: bug in offset generation: offset=%llu, b=%llu\n", (unsigned long long) offset, (unsigned long long) b);
 534                         ret = 1;
 535                 }
 536         }
 537
 538         return ret;
 539 }
 540
 541 /*
 542  * For random io, generate a random new block and see if it's used. Repeat
 543  * until we find a free one. For sequential io, just return the end of
 544  * the last io issued.
 545  */
 546 static int __get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 547                              unsigned int *is_random)
 548 {
 549         struct fio_file *f = io_u->file;
 550         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
 551         int rw_seq_hit = 0;
 552
 553         assert(ddir_rw(ddir));
 554
 555         if (td->o.ddir_seq_nr && !--td->ddir_seq_nr) {
 556                 rw_seq_hit = 1;
 557                 td->ddir_seq_nr = td->o.ddir_seq_nr;
 558         }
 559
 560         if (get_next_block(td, io_u, ddir, rw_seq_hit, is_random))
 561                 return 1;
 562
 563         if (io_u->offset >= f->io_size) {
 564                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= io_size %llu\n",
 565                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 566                                         (unsigned long long) f->io_size);
 567                 return 1;
 568         }
 569
 570         io_u->offset += f->file_offset;
 571         if (io_u->offset >= f->real_file_size) {
 572                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= size %llu\n",
 573                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 574                                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 575                 return 1;
 576         }
 577
 578         return 0;
 579 }
 580
 581 static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 582                            unsigned int *is_random)
 583 {
 584         if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
 585                 struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
 586
 587                 if (ops->fill_io_u_off)
 588                         return ops->fill_io_u_off(td, io_u, is_random);
 589         }
 590
 591         return __get_next_offset(td, io_u, is_random);
 592 }
 593
 594 static inline bool io_u_fits(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 595                              unsigned int buflen)
 596 {
 597         struct fio_file *f = io_u->file;
 598
 599         return io_u->offset + buflen <= f->io_size + get_start_offset(td, f);
 600 }
 601
 602 static unsigned int __get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 603                                       unsigned int is_random)
 604 {
 605         int ddir = io_u->ddir;
 606         unsigned int buflen = 0;
 607         unsigned int minbs, maxbs;
 608         uint64_t frand_max, r;
 609         bool power_2;
 610
 611         assert(ddir_rw(ddir));
 612
 613         if (td->o.bs_is_seq_rand)
 614                 ddir = is_random ? DDIR_WRITE: DDIR_READ;
 615
 616         minbs = td->o.min_bs[ddir];
 617         maxbs = td->o.max_bs[ddir];
 618
 619         if (minbs == maxbs)
 620                 return minbs;
 621
 622         /*
 623          * If we can't satisfy the min block size from here, then fail
 624          */
 625         if (!io_u_fits(td, io_u, minbs))
 626                 return 0;
 627
 628         frand_max = rand_max(&td->bsrange_state[ddir]);
 629         do {
 630                 r = __rand(&td->bsrange_state[ddir]);
 631
 632                 if (!td->o.bssplit_nr[ddir]) {
 633                         buflen = 1 + (unsigned int) ((double) maxbs *
 634                                         (r / (frand_max + 1.0)));
 635                         if (buflen < minbs)
 636                                 buflen = minbs;
 637                 } else {
 638                         long long perc = 0;
 639                         unsigned int i;
 640
 641                         for (i = 0; i < td->o.bssplit_nr[ddir]; i++) {
 642                                 struct bssplit *bsp = &td->o.bssplit[ddir][i];
 643
 644                                 buflen = bsp->bs;
 645                                 perc += bsp->perc;
 646                                 if (!perc)
 647                                         break;
 648                                 if ((r / perc <= frand_max / 100ULL) &&
 649                                     io_u_fits(td, io_u, buflen))
 650                                         break;
 651                         }
 652                 }
 653
 654                 power_2 = is_power_of_2(minbs);
 655                 if (!td->o.bs_unaligned && power_2)
 656                         buflen &= ~(minbs - 1);
 657                 else if (!td->o.bs_unaligned && !power_2)
 658                         buflen -= buflen % minbs;
 659         } while (!io_u_fits(td, io_u, buflen));
 660
 661         return buflen;
 662 }
 663
 664 static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 665                                     unsigned int is_random)
 666 {
 667         if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
 668                 struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
 669
 670                 if (ops->fill_io_u_size)
 671                         return ops->fill_io_u_size(td, io_u, is_random);
 672         }
 673
 674         return __get_next_buflen(td, io_u, is_random);
 675 }
 676
 677 static void set_rwmix_bytes(struct thread_data *td)
 678 {
 679         unsigned int diff;
 680
 681         /*
 682          * we do time or byte based switch. this is needed because
 683          * buffered writes may issue a lot quicker than they complete,
 684          * whereas reads do not.
 685          */
 686         diff = td->o.rwmix[td->rwmix_ddir ^ 1];
 687         td->rwmix_issues = (td->io_issues[td->rwmix_ddir] * diff) / 100;
 688 }
 689
 690 static inline enum fio_ddir get_rand_ddir(struct thread_data *td)
 691 {
 692         unsigned int v;
 693
 694         v = rand32_between(&td->rwmix_state, 1, 100);
 695
 696         if (v <= td->o.rwmix[DDIR_READ])
 697                 return DDIR_READ;
 698
 699         return DDIR_WRITE;
 700 }
 701
 702 int io_u_quiesce(struct thread_data *td)
 703 {
 704         int completed = 0;
 705
 706         /*
 707          * We are going to sleep, ensure that we flush anything pending as
 708          * not to skew our latency numbers.
 709          *
 710          * Changed to only monitor 'in flight' requests here instead of the
 711          * td->cur_depth, b/c td->cur_depth does not accurately represent
 712          * io's that have been actually submitted to an async engine,
 713          * and cur_depth is meaningless for sync engines.
 714          */
 715         if (td->io_u_queued || td->cur_depth) {
 716                 int fio_unused ret;
 717
 718                 ret = td_io_commit(td);
 719         }
 720
 721         while (td->io_u_in_flight) {
 722                 int ret;
 723
 724                 ret = io_u_queued_complete(td, 1);
 725                 if (ret > 0)
 726                         completed += ret;
 727         }
 728
 729         if (td->flags & TD_F_REGROW_LOGS)
 730                 regrow_logs(td);
 731
 732         return completed;
 733 }
 734
 735 static enum fio_ddir rate_ddir(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 736 {
 737         enum fio_ddir odir = ddir ^ 1;
 738         uint64_t usec;
 739         uint64_t now;
 740
 741         assert(ddir_rw(ddir));
 742         now = utime_since_now(&td->start);
 743
 744         /*
 745          * if rate_next_io_time is in the past, need to catch up to rate
 746          */
 747         if (td->rate_next_io_time[ddir] <= now)
 748                 return ddir;
 749
 750         /*
 751          * We are ahead of rate in this direction. See if we
 752          * should switch.
 753          */
 754         if (td_rw(td) && td->o.rwmix[odir]) {
 755                 /*
 756                  * Other direction is behind rate, switch
 757                  */
 758                 if (td->rate_next_io_time[odir] <= now)
 759                         return odir;
 760
 761                 /*
 762                  * Both directions are ahead of rate. sleep the min
 763                  * switch if necissary
 764                  */
 765                 if (td->rate_next_io_time[ddir] <=
 766                         td->rate_next_io_time[odir]) {
 767                         usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 768                 } else {
 769                         usec = td->rate_next_io_time[odir] - now;
 770                         ddir = odir;
 771                 }
 772         } else
 773                 usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 774
 775         if (td->o.io_submit_mode == IO_MODE_INLINE)
 776                 io_u_quiesce(td);
 777
 778         usec = usec_sleep(td, usec);
 779
 780         return ddir;
 781 }
 782
 783 /*
 784  * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
 785  * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
 786  * necessary.
 787  */
 788 static enum fio_ddir get_rw_ddir(struct thread_data *td)
 789 {
 790         enum fio_ddir ddir;
 791
 792         /*
 793          * See if it's time to fsync/fdatasync/sync_file_range first,
 794          * and if not then move on to check regular I/Os.
 795          */
 796         if (should_fsync(td)) {
 797                 if (td->o.fsync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 798                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fsync_blocks))
 799                         return DDIR_SYNC;
 800
 801                 if (td->o.fdatasync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 802                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fdatasync_blocks))
 803                         return DDIR_DATASYNC;
 804
 805                 if (td->sync_file_range_nr && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 806                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->sync_file_range_nr))
 807                         return DDIR_SYNC_FILE_RANGE;
 808         }
 809
 810         if (td_rw(td)) {
 811                 /*
 812                  * Check if it's time to seed a new data direction.
 813                  */
 814                 if (td->io_issues[td->rwmix_ddir] >= td->rwmix_issues) {
 815                         /*
 816                          * Put a top limit on how many bytes we do for
 817                          * one data direction, to avoid overflowing the
 818                          * ranges too much
 819                          */
 820                         ddir = get_rand_ddir(td);
 821
 822                         if (ddir != td->rwmix_ddir)
 823                                 set_rwmix_bytes(td);
 824
 825                         td->rwmix_ddir = ddir;
 826                 }
 827                 ddir = td->rwmix_ddir;
 828         } else if (td_read(td))
 829                 ddir = DDIR_READ;
 830         else if (td_write(td))
 831                 ddir = DDIR_WRITE;
 832         else if (td_trim(td))
 833                 ddir = DDIR_TRIM;
 834         else
 835                 ddir = DDIR_INVAL;
 836
 837         td->rwmix_ddir = rate_ddir(td, ddir);
 838         return td->rwmix_ddir;
 839 }
 840
 841 static void set_rw_ddir(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 842 {
 843         enum fio_ddir ddir = get_rw_ddir(td);
 844
 845         if (td_trimwrite(td)) {
 846                 struct fio_file *f = io_u->file;
 847                 if (f->last_pos[DDIR_WRITE] == f->last_pos[DDIR_TRIM])
 848                         ddir = DDIR_TRIM;
 849                 else
 850                         ddir = DDIR_WRITE;
 851         }
 852
 853         io_u->ddir = io_u->acct_ddir = ddir;
 854
 855         if (io_u->ddir == DDIR_WRITE && td_ioengine_flagged(td, FIO_BARRIER) &&
 856             td->o.barrier_blocks &&
 857            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.barrier_blocks) &&
 858              td->io_issues[DDIR_WRITE])
 859                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BARRIER);
 860 }
 861
 862 void put_file_log(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 863 {
 864         unsigned int ret = put_file(td, f);
 865
 866         if (ret)
 867                 td_verror(td, ret, "file close");
 868 }
 869
 870 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 871 {
 872         if (td->parent)
 873                 td = td->parent;
 874
 875         td_io_u_lock(td);
 876
 877         if (io_u->file && !(io_u->flags & IO_U_F_NO_FILE_PUT))
 878                 put_file_log(td, io_u->file);
 879
 880         io_u->file = NULL;
 881         io_u_set(td, io_u, IO_U_F_FREE);
 882
 883         if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 884                 td->cur_depth--;
 885                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 886         }
 887         io_u_qpush(&td->io_u_freelist, io_u);
 888         td_io_u_unlock(td);
 889         td_io_u_free_notify(td);
 890 }
 891
 892 void clear_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 893 {
 894         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 895         put_io_u(td, io_u);
 896 }
 897
 898 void requeue_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 899 {
 900         struct io_u *__io_u = *io_u;
 901         enum fio_ddir ddir = acct_ddir(__io_u);
 902
 903         dprint(FD_IO, "requeue %p\n", __io_u);
 904
 905         if (td->parent)
 906                 td = td->parent;
 907
 908         td_io_u_lock(td);
 909
 910         io_u_set(td, __io_u, IO_U_F_FREE);
 911         if ((__io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT) && ddir_rw(ddir))
 912                 td->io_issues[ddir]--;
 913
 914         io_u_clear(td, __io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 915         if (__io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 916                 td->cur_depth--;
 917                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 918         }
 919
 920         io_u_rpush(&td->io_u_requeues, __io_u);
 921         td_io_u_unlock(td);
 922         td_io_u_free_notify(td);
 923         *io_u = NULL;
 924 }
 925
 926 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 927 {
 928         unsigned int is_random;
 929
 930         if (td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO))
 931                 goto out;
 932
 933         set_rw_ddir(td, io_u);
 934
 935         /*
 936          * fsync() or fdatasync() or trim etc, we are done
 937          */
 938         if (!ddir_rw(io_u->ddir))
 939                 goto out;
 940
 941         /*
 942          * See if it's time to switch to a new zone
 943          */
 944         if (td->zone_bytes >= td->o.zone_size && td->o.zone_skip) {
 945                 struct fio_file *f = io_u->file;
 946
 947                 td->zone_bytes = 0;
 948                 f->file_offset += td->o.zone_range + td->o.zone_skip;
 949
 950                 /*
 951                  * Wrap from the beginning, if we exceed the file size
 952                  */
 953                 if (f->file_offset >= f->real_file_size)
 954                         f->file_offset = f->real_file_size - f->file_offset;
 955                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
 956                 td->io_skip_bytes += td->o.zone_skip;
 957         }
 958
 959         /*
 960          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next buflen and
 961          * position.
 962          */
 963         if (get_next_offset(td, io_u, &is_random)) {
 964                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting offset\n", io_u);
 965                 return 1;
 966         }
 967
 968         io_u->buflen = get_next_buflen(td, io_u, is_random);
 969         if (!io_u->buflen) {
 970                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting buflen\n", io_u);
 971                 return 1;
 972         }
 973
 974         if (io_u->offset + io_u->buflen > io_u->file->real_file_size) {
 975                 dprint(FD_IO, "io_u %p, offset + buflen exceeds file size\n",
 976                         io_u);
 977                 dprint(FD_IO, "  offset=%llu/buflen=%lu > %llu\n",
 978                         (unsigned long long) io_u->offset, io_u->buflen,
 979                         (unsigned long long) io_u->file->real_file_size);
 980                 return 1;
 981         }
 982
 983         /*
 984          * mark entry before potentially trimming io_u
 985          */
 986         if (td_random(td) && file_randommap(td, io_u->file))
 987                 mark_random_map(td, io_u);
 988
 989 out:
 990         dprint_io_u(io_u, "fill_io_u");
 991         td->zone_bytes += io_u->buflen;
 992         return 0;
 993 }
 994
 995 static void __io_u_mark_map(unsigned int *map, unsigned int nr)
 996 {
 997         int idx = 0;
 998
 999         switch (nr) {
1000         default:
1001                 idx = 6;
1002                 break;
1003         case 33 ... 64:
1004                 idx = 5;
1005                 break;
1006         case 17 ... 32:
1007                 idx = 4;
1008                 break;
1009         case 9 ... 16:
1010                 idx = 3;
1011                 break;
1012         case 5 ... 8:
1013                 idx = 2;
1014                 break;
1015         case 1 ... 4:
1016                 idx = 1;
1017         case 0:
1018                 break;
1019         }
1020
1021         map[idx]++;
1022 }
1023
1024 void io_u_mark_submit(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1025 {
1026         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_submit, nr);
1027         td->ts.total_submit++;
1028 }
1029
1030 void io_u_mark_complete(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1031 {
1032         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_complete, nr);
1033         td->ts.total_complete++;
1034 }
1035
1036 void io_u_mark_depth(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1037 {
1038         int idx = 0;
1039
1040         switch (td->cur_depth) {
1041         default:
1042                 idx = 6;
1043                 break;
1044         case 32 ... 63:
1045                 idx = 5;
1046                 break;
1047         case 16 ... 31:
1048                 idx = 4;
1049                 break;
1050         case 8 ... 15:
1051                 idx = 3;
1052                 break;
1053         case 4 ... 7:
1054                 idx = 2;
1055                 break;
1056         case 2 ... 3:
1057                 idx = 1;
1058         case 1:
1059                 break;
1060         }
1061
1062         td->ts.io_u_map[idx] += nr;
1063 }
1064
1065 static void io_u_mark_lat_nsec(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1066 {
1067         int idx = 0;
1068
1069         assert(nsec < 1000);
1070
1071         switch (nsec) {
1072         case 750 ... 999:
1073                 idx = 9;
1074                 break;
1075         case 500 ... 749:
1076                 idx = 8;
1077                 break;
1078         case 250 ... 499:
1079                 idx = 7;
1080                 break;
1081         case 100 ... 249:
1082                 idx = 6;
1083                 break;
1084         case 50 ... 99:
1085                 idx = 5;
1086                 break;
1087         case 20 ... 49:
1088                 idx = 4;
1089                 break;
1090         case 10 ... 19:
1091                 idx = 3;
1092                 break;
1093         case 4 ... 9:
1094                 idx = 2;
1095                 break;
1096         case 2 ... 3:
1097                 idx = 1;
1098         case 0 ... 1:
1099                 break;
1100         }
1101
1102         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_N_NR);
1103         td->ts.io_u_lat_n[idx]++;
1104 }
1105
1106 static void io_u_mark_lat_usec(struct thread_data *td, unsigned long long usec)
1107 {
1108         int idx = 0;
1109
1110         assert(usec < 1000 && usec >= 1);
1111
1112         switch (usec) {
1113         case 750 ... 999:
1114                 idx = 9;
1115                 break;
1116         case 500 ... 749:
1117                 idx = 8;
1118                 break;
1119         case 250 ... 499:
1120                 idx = 7;
1121                 break;
1122         case 100 ... 249:
1123                 idx = 6;
1124                 break;
1125         case 50 ... 99:
1126                 idx = 5;
1127                 break;
1128         case 20 ... 49:
1129                 idx = 4;
1130                 break;
1131         case 10 ... 19:
1132                 idx = 3;
1133                 break;
1134         case 4 ... 9:
1135                 idx = 2;
1136                 break;
1137         case 2 ... 3:
1138                 idx = 1;
1139         case 0 ... 1:
1140                 break;
1141         }
1142
1143         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_U_NR);
1144         td->ts.io_u_lat_u[idx]++;
1145 }
1146
1147 static void io_u_mark_lat_msec(struct thread_data *td, unsigned long long msec)
1148 {
1149         int idx = 0;
1150
1151         assert(msec >= 1);
1152
1153         switch (msec) {
1154         default:
1155                 idx = 11;
1156                 break;
1157         case 1000 ... 1999:
1158                 idx = 10;
1159                 break;
1160         case 750 ... 999:
1161                 idx = 9;
1162                 break;
1163         case 500 ... 749:
1164                 idx = 8;
1165                 break;
1166         case 250 ... 499:
1167                 idx = 7;
1168                 break;
1169         case 100 ... 249:
1170                 idx = 6;
1171                 break;
1172         case 50 ... 99:
1173                 idx = 5;
1174                 break;
1175         case 20 ... 49:
1176                 idx = 4;
1177                 break;
1178         case 10 ... 19:
1179                 idx = 3;
1180                 break;
1181         case 4 ... 9:
1182                 idx = 2;
1183                 break;
1184         case 2 ... 3:
1185                 idx = 1;
1186         case 0 ... 1:
1187                 break;
1188         }
1189
1190         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_M_NR);
1191         td->ts.io_u_lat_m[idx]++;
1192 }
1193
1194 static void io_u_mark_latency(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1195 {
1196         if (nsec < 1000)
1197                 io_u_mark_lat_nsec(td, nsec);
1198         else if (nsec < 1000000)
1199                 io_u_mark_lat_usec(td, nsec / 1000);
1200         else
1201                 io_u_mark_lat_msec(td, nsec / 1000000);
1202 }
1203
1204 static unsigned int __get_next_fileno_rand(struct thread_data *td)
1205 {
1206         unsigned long fileno;
1207
1208         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RANDOM) {
1209                 uint64_t frand_max = rand_max(&td->next_file_state);
1210                 unsigned long r;
1211
1212                 r = __rand(&td->next_file_state);
1213                 return (unsigned int) ((double) td->o.nr_files
1214                                 * (r / (frand_max + 1.0)));
1215         }
1216
1217         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_ZIPF)
1218                 fileno = zipf_next(&td->next_file_zipf);
1219         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_PARETO)
1220                 fileno = pareto_next(&td->next_file_zipf);
1221         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_GAUSS)
1222                 fileno = gauss_next(&td->next_file_gauss);
1223         else {
1224                 log_err("fio: bad file service type: %d\n", td->o.file_service_type);
1225                 assert(0);
1226                 return 0;
1227         }
1228
1229         return fileno >> FIO_FSERVICE_SHIFT;
1230 }
1231
1232 /*
1233  * Get next file to service by choosing one at random
1234  */
1235 static struct fio_file *get_next_file_rand(struct thread_data *td,
1236                                            enum fio_file_flags goodf,
1237                                            enum fio_file_flags badf)
1238 {
1239         struct fio_file *f;
1240         int fno;
1241
1242         do {
1243                 int opened = 0;
1244
1245                 fno = __get_next_fileno_rand(td);
1246
1247                 f = td->files[fno];
1248                 if (fio_file_done(f))
1249                         continue;
1250
1251                 if (!fio_file_open(f)) {
1252                         int err;
1253
1254                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1255                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1256
1257                         err = td_io_open_file(td, f);
1258                         if (err)
1259                                 continue;
1260                         opened = 1;
1261                 }
1262
1263                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf)) {
1264                         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rand: %p\n", f);
1265                         return f;
1266                 }
1267                 if (opened)
1268                         td_io_close_file(td, f);
1269         } while (1);
1270 }
1271
1272 /*
1273  * Get next file to service by doing round robin between all available ones
1274  */
1275 static struct fio_file *get_next_file_rr(struct thread_data *td, int goodf,
1276                                          int badf)
1277 {
1278         unsigned int old_next_file = td->next_file;
1279         struct fio_file *f;
1280
1281         do {
1282                 int opened = 0;
1283
1284                 f = td->files[td->next_file];
1285
1286                 td->next_file++;
1287                 if (td->next_file >= td->o.nr_files)
1288                         td->next_file = 0;
1289
1290                 dprint(FD_FILE, "trying file %s %x\n", f->file_name, f->flags);
1291                 if (fio_file_done(f)) {
1292                         f = NULL;
1293                         continue;
1294                 }
1295
1296                 if (!fio_file_open(f)) {
1297                         int err;
1298
1299                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1300                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1301
1302                         err = td_io_open_file(td, f);
1303                         if (err) {
1304                                 dprint(FD_FILE, "error %d on open of %s\n",
1305                                         err, f->file_name);
1306                                 f = NULL;
1307                                 continue;
1308                         }
1309                         opened = 1;
1310                 }
1311
1312                 dprint(FD_FILE, "goodf=%x, badf=%x, ff=%x\n", goodf, badf,
1313                                                                 f->flags);
1314                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf))
1315                         break;
1316
1317                 if (opened)
1318                         td_io_close_file(td, f);
1319
1320                 f = NULL;
1321         } while (td->next_file != old_next_file);
1322
1323         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rr: %p\n", f);
1324         return f;
1325 }
1326
1327 static struct fio_file *__get_next_file(struct thread_data *td)
1328 {
1329         struct fio_file *f;
1330
1331         assert(td->o.nr_files <= td->files_index);
1332
1333         if (td->nr_done_files >= td->o.nr_files) {
1334                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: nr_open=%d, nr_done=%d,"
1335                                 " nr_files=%d\n", td->nr_open_files,
1336                                                   td->nr_done_files,
1337                                                   td->o.nr_files);
1338                 return NULL;
1339         }
1340
1341         f = td->file_service_file;
1342         if (f && fio_file_open(f) && !fio_file_closing(f)) {
1343                 if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1344                         goto out;
1345                 if (td->file_service_left--)
1346                         goto out;
1347         }
1348
1349         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RR ||
1350             td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1351                 f = get_next_file_rr(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1352         else
1353                 f = get_next_file_rand(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1354
1355         if (IS_ERR(f))
1356                 return f;
1357
1358         td->file_service_file = f;
1359         td->file_service_left = td->file_service_nr - 1;
1360 out:
1361         if (f)
1362                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: %p [%s]\n", f, f->file_name);
1363         else
1364                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: NULL\n");
1365         return f;
1366 }
1367
1368 static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
1369 {
1370         if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
1371                 struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
1372
1373                 if (ops->get_next_file)
1374                         return ops->get_next_file(td);
1375         }
1376
1377         return __get_next_file(td);
1378 }
1379
1380 static long set_io_u_file(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1381 {
1382         struct fio_file *f;
1383
1384         do {
1385                 f = get_next_file(td);
1386                 if (IS_ERR_OR_NULL(f))
1387                         return PTR_ERR(f);
1388
1389                 io_u->file = f;
1390                 get_file(f);
1391
1392                 if (!fill_io_u(td, io_u))
1393                         break;
1394
1395                 put_file_log(td, f);
1396                 td_io_close_file(td, f);
1397                 io_u->file = NULL;
1398                 if (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)
1399                         fio_file_reset(td, f);
1400                 else {
1401                         fio_file_set_done(f);
1402                         td->nr_done_files++;
1403                         dprint(FD_FILE, "%s: is done (%d of %d)\n", f->file_name,
1404                                         td->nr_done_files, td->o.nr_files);
1405                 }
1406         } while (1);
1407
1408         return 0;
1409 }
1410
1411 static void lat_fatal(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
1412                       unsigned long long tnsec, unsigned long long max_nsec)
1413 {
1414         if (!td->error)
1415                 log_err("fio: latency of %llu nsec exceeds specified max (%llu nsec)\n", tnsec, max_nsec);
1416         td_verror(td, ETIMEDOUT, "max latency exceeded");
1417         icd->error = ETIMEDOUT;
1418 }
1419
1420 static void lat_new_cycle(struct thread_data *td)
1421 {
1422         fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1423         td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1424         td->latency_failed = 0;
1425 }
1426
1427 /*
1428  * We had an IO outside the latency target. Reduce the queue depth. If we
1429  * are at QD=1, then it's time to give up.
1430  */
1431 static bool __lat_target_failed(struct thread_data *td)
1432 {
1433         if (td->latency_qd == 1)
1434                 return true;
1435
1436         td->latency_qd_high = td->latency_qd;
1437
1438         if (td->latency_qd == td->latency_qd_low)
1439                 td->latency_qd_low--;
1440
1441         td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_low) / 2;
1442
1443         dprint(FD_RATE, "Ramped down: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1444
1445         /*
1446          * When we ramp QD down, quiesce existing IO to prevent
1447          * a storm of ramp downs due to pending higher depth.
1448          */
1449         io_u_quiesce(td);
1450         lat_new_cycle(td);
1451         return false;
1452 }
1453
1454 static bool lat_target_failed(struct thread_data *td)
1455 {
1456         if (td->o.latency_percentile.u.f == 100.0)
1457                 return __lat_target_failed(td);
1458
1459         td->latency_failed++;
1460         return false;
1461 }
1462
1463 void lat_target_init(struct thread_data *td)
1464 {
1465         td->latency_end_run = 0;
1466
1467         if (td->o.latency_target) {
1468                 dprint(FD_RATE, "Latency target=%llu\n", td->o.latency_target);
1469                 fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1470                 td->latency_qd = 1;
1471                 td->latency_qd_high = td->o.iodepth;
1472                 td->latency_qd_low = 1;
1473                 td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1474         } else
1475                 td->latency_qd = td->o.iodepth;
1476 }
1477
1478 void lat_target_reset(struct thread_data *td)
1479 {
1480         if (!td->latency_end_run)
1481                 lat_target_init(td);
1482 }
1483
1484 static void lat_target_success(struct thread_data *td)
1485 {
1486         const unsigned int qd = td->latency_qd;
1487         struct thread_options *o = &td->o;
1488
1489         td->latency_qd_low = td->latency_qd;
1490
1491         /*
1492          * If we haven't failed yet, we double up to a failing value instead
1493          * of bisecting from highest possible queue depth. If we have set
1494          * a limit other than td->o.iodepth, bisect between that.
1495          */
1496         if (td->latency_qd_high != o->iodepth)
1497                 td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_high) / 2;
1498         else
1499                 td->latency_qd *= 2;
1500
1501         if (td->latency_qd > o->iodepth)
1502                 td->latency_qd = o->iodepth;
1503
1504         dprint(FD_RATE, "Ramped up: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1505
1506         /*
1507          * Same as last one, we are done. Let it run a latency cycle, so
1508          * we get only the results from the targeted depth.
1509          */
1510         if (td->latency_qd == qd) {
1511                 if (td->latency_end_run) {
1512                         dprint(FD_RATE, "We are done\n");
1513                         td->done = 1;
1514                 } else {
1515                         dprint(FD_RATE, "Quiesce and final run\n");
1516                         io_u_quiesce(td);
1517                         td->latency_end_run = 1;
1518                         reset_all_stats(td);
1519                         reset_io_stats(td);
1520                 }
1521         }
1522
1523         lat_new_cycle(td);
1524 }
1525
1526 /*
1527  * Check if we can bump the queue depth
1528  */
1529 void lat_target_check(struct thread_data *td)
1530 {
1531         uint64_t usec_window;
1532         uint64_t ios;
1533         double success_ios;
1534
1535         usec_window = utime_since_now(&td->latency_ts);
1536         if (usec_window < td->o.latency_window)
1537                 return;
1538
1539         ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks) - td->latency_ios;
1540         success_ios = (double) (ios - td->latency_failed) / (double) ios;
1541         success_ios *= 100.0;
1542
1543         dprint(FD_RATE, "Success rate: %.2f%% (target %.2f%%)\n", success_ios, td->o.latency_percentile.u.f);
1544
1545         if (success_ios >= td->o.latency_percentile.u.f)
1546                 lat_target_success(td);
1547         else
1548                 __lat_target_failed(td);
1549 }
1550
1551 /*
1552  * If latency target is enabled, we might be ramping up or down and not
1553  * using the full queue depth available.
1554  */
1555 bool queue_full(const struct thread_data *td)
1556 {
1557         const int qempty = io_u_qempty(&td->io_u_freelist);
1558
1559         if (qempty)
1560                 return true;
1561         if (!td->o.latency_target)
1562                 return false;
1563
1564         return td->cur_depth >= td->latency_qd;
1565 }
1566
1567 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
1568 {
1569         struct io_u *io_u = NULL;
1570
1571         if (td->stop_io)
1572                 return NULL;
1573
1574         td_io_u_lock(td);
1575
1576 again:
1577         if (!io_u_rempty(&td->io_u_requeues))
1578                 io_u = io_u_rpop(&td->io_u_requeues);
1579         else if (!queue_full(td)) {
1580                 io_u = io_u_qpop(&td->io_u_freelist);
1581
1582                 io_u->file = NULL;
1583                 io_u->buflen = 0;
1584                 io_u->resid = 0;
1585                 io_u->end_io = NULL;
1586         }
1587
1588         if (io_u) {
1589                 assert(io_u->flags & IO_U_F_FREE);
1590                 io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FREE | IO_U_F_NO_FILE_PUT |
1591                                  IO_U_F_TRIMMED | IO_U_F_BARRIER |
1592                                  IO_U_F_VER_LIST);
1593
1594                 io_u->error = 0;
1595                 io_u->acct_ddir = -1;
1596                 td->cur_depth++;
1597                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1598                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_IN_CUR_DEPTH);
1599                 io_u->ipo = NULL;
1600         } else if (td_async_processing(td)) {
1601                 /*
1602                  * We ran out, wait for async verify threads to finish and
1603                  * return one
1604                  */
1605                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1606                 assert(!pthread_cond_wait(&td->free_cond, &td->io_u_lock));
1607                 goto again;
1608         }
1609
1610         td_io_u_unlock(td);
1611         return io_u;
1612 }
1613
1614 static bool check_get_trim(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1615 {
1616         if (!(td->flags & TD_F_TRIM_BACKLOG))
1617                 return false;
1618         if (!td->trim_entries)
1619                 return false;
1620
1621         if (td->trim_batch) {
1622                 td->trim_batch--;
1623                 if (get_next_trim(td, io_u))
1624                         return true;
1625         } else if (!(td->io_hist_len % td->o.trim_backlog) &&
1626                      td->last_ddir != DDIR_READ) {
1627                 td->trim_batch = td->o.trim_batch;
1628                 if (!td->trim_batch)
1629                         td->trim_batch = td->o.trim_backlog;
1630                 if (get_next_trim(td, io_u))
1631                         return true;
1632         }
1633
1634         return false;
1635 }
1636
1637 static bool check_get_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1638 {
1639         if (!(td->flags & TD_F_VER_BACKLOG))
1640                 return false;
1641
1642         if (td->io_hist_len) {
1643                 int get_verify = 0;
1644
1645                 if (td->verify_batch)
1646                         get_verify = 1;
1647                 else if (!(td->io_hist_len % td->o.verify_backlog) &&
1648                          td->last_ddir != DDIR_READ) {
1649                         td->verify_batch = td->o.verify_batch;
1650                         if (!td->verify_batch)
1651                                 td->verify_batch = td->o.verify_backlog;
1652                         get_verify = 1;
1653                 }
1654
1655                 if (get_verify && !get_next_verify(td, io_u)) {
1656                         td->verify_batch--;
1657                         return true;
1658                 }
1659         }
1660
1661         return false;
1662 }
1663
1664 /*
1665  * Fill offset and start time into the buffer content, to prevent too
1666  * easy compressible data for simple de-dupe attempts. Do this for every
1667  * 512b block in the range, since that should be the smallest block size
1668  * we can expect from a device.
1669  */
1670 static void small_content_scramble(struct io_u *io_u)
1671 {
1672         unsigned int i, nr_blocks = io_u->buflen >> 9;
1673         unsigned int offset;
1674         uint64_t boffset, *iptr;
1675         char *p;
1676
1677         if (!nr_blocks)
1678                 return;
1679
1680         p = io_u->xfer_buf;
1681         boffset = io_u->offset;
1682
1683         if (io_u->buf_filled_len)
1684                 io_u->buf_filled_len = 0;
1685
1686         /*
1687          * Generate random index between 0..7. We do chunks of 512b, if
1688          * we assume a cacheline is 64 bytes, then we have 8 of those.
1689          * Scramble content within the blocks in the same cacheline to
1690          * speed things up.
1691          */
1692         offset = (io_u->start_time.tv_nsec ^ boffset) & 7;
1693
1694         for (i = 0; i < nr_blocks; i++) {
1695                 /*
1696                  * Fill offset into start of cacheline, time into end
1697                  * of cacheline
1698                  */
1699                 iptr = (void *) p + (offset << 6);
1700                 *iptr = boffset;
1701
1702                 iptr = (void *) p + 64 - 2 * sizeof(uint64_t);
1703                 iptr[0] = io_u->start_time.tv_sec;
1704                 iptr[1] = io_u->start_time.tv_nsec;
1705
1706                 p += 512;
1707                 boffset += 512;
1708         }
1709 }
1710
1711 /*
1712  * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
1713  * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped and submitted.
1714  */
1715 struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
1716 {
1717         struct fio_file *f;
1718         struct io_u *io_u;
1719         int do_scramble = 0;
1720         long ret = 0;
1721
1722         io_u = __get_io_u(td);
1723         if (!io_u) {
1724                 dprint(FD_IO, "__get_io_u failed\n");
1725                 return NULL;
1726         }
1727
1728         if (check_get_verify(td, io_u))
1729                 goto out;
1730         if (check_get_trim(td, io_u))
1731                 goto out;
1732
1733         /*
1734          * from a requeue, io_u already setup
1735          */
1736         if (io_u->file)
1737                 goto out;
1738
1739         /*
1740          * If using an iolog, grab next piece if any available.
1741          */
1742         if (td->flags & TD_F_READ_IOLOG) {
1743                 if (read_iolog_get(td, io_u))
1744                         goto err_put;
1745         } else if (set_io_u_file(td, io_u)) {
1746                 ret = -EBUSY;
1747                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1748                 goto err_put;
1749         }
1750
1751         f = io_u->file;
1752         if (!f) {
1753                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1754                 goto err_put;
1755         }
1756
1757         assert(fio_file_open(f));
1758
1759         if (ddir_rw(io_u->ddir)) {
1760                 if (!io_u->buflen && !td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO)) {
1761                         dprint(FD_IO, "get_io_u: zero buflen on %p\n", io_u);
1762                         goto err_put;
1763                 }
1764
1765                 f->last_start[io_u->ddir] = io_u->offset;
1766                 f->last_pos[io_u->ddir] = io_u->offset + io_u->buflen;
1767
1768                 if (io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
1769                         if (td->flags & TD_F_REFILL_BUFFERS) {
1770                                 io_u_fill_buffer(td, io_u,
1771                                         td->o.min_bs[DDIR_WRITE],
1772                                         io_u->buflen);
1773                         } else if ((td->flags & TD_F_SCRAMBLE_BUFFERS) &&
1774                                    !(td->flags & TD_F_COMPRESS))
1775                                 do_scramble = 1;
1776                         if (td->flags & TD_F_VER_NONE) {
1777                                 populate_verify_io_u(td, io_u);
1778                                 do_scramble = 0;
1779                         }
1780                 } else if (io_u->ddir == DDIR_READ) {
1781                         /*
1782                          * Reset the buf_filled parameters so next time if the
1783                          * buffer is used for writes it is refilled.
1784                          */
1785                         io_u->buf_filled_len = 0;
1786                 }
1787         }
1788
1789         /*
1790          * Set io data pointers.
1791          */
1792         io_u->xfer_buf = io_u->buf;
1793         io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
1794
1795 out:
1796         assert(io_u->file);
1797         if (!td_io_prep(td, io_u)) {
1798                 if (!td->o.disable_lat)
1799                         fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
1800
1801                 if (do_scramble)
1802                         small_content_scramble(io_u);
1803
1804                 return io_u;
1805         }
1806 err_put:
1807         dprint(FD_IO, "get_io_u failed\n");
1808         put_io_u(td, io_u);
1809         return ERR_PTR(ret);
1810 }
1811
1812 static void __io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1813 {
1814         enum error_type_bit eb = td_error_type(io_u->ddir, io_u->error);
1815
1816         if (td_non_fatal_error(td, eb, io_u->error) && !td->o.error_dump)
1817                 return;
1818
1819         log_err("fio: io_u error%s%s: %s: %s offset=%llu, buflen=%lu\n",
1820                 io_u->file ? " on file " : "",
1821                 io_u->file ? io_u->file->file_name : "",
1822                 strerror(io_u->error),
1823                 io_ddir_name(io_u->ddir),
1824                 io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
1825
1826         if (td->io_ops->errdetails) {
1827                 char *err = td->io_ops->errdetails(io_u);
1828
1829                 log_err("fio: %s\n", err);
1830                 free(err);
1831         }
1832
1833         if (!td->error)
1834                 td_verror(td, io_u->error, "io_u error");
1835 }
1836
1837 void io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1838 {
1839         __io_u_log_error(td, io_u);
1840         if (td->parent)
1841                 __io_u_log_error(td->parent, io_u);
1842 }
1843
1844 static inline bool gtod_reduce(struct thread_data *td)
1845 {
1846         return (td->o.disable_clat && td->o.disable_slat && td->o.disable_bw)
1847                         || td->o.gtod_reduce;
1848 }
1849
1850 static void account_io_completion(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1851                                   struct io_completion_data *icd,
1852                                   const enum fio_ddir idx, unsigned int bytes)
1853 {
1854         const int no_reduce = !gtod_reduce(td);
1855         unsigned long long llnsec = 0;
1856
1857         if (td->parent)
1858                 td = td->parent;
1859
1860         if (!td->o.stats || td_ioengine_flagged(td, FIO_NOSTATS))
1861                 return;
1862
1863         if (no_reduce)
1864                 llnsec = ntime_since(&io_u->issue_time, &icd->time);
1865
1866         if (!td->o.disable_lat) {
1867                 unsigned long long tnsec;
1868
1869                 tnsec = ntime_since(&io_u->start_time, &icd->time);
1870                 add_lat_sample(td, idx, tnsec, bytes, io_u->offset);
1871
1872                 if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
1873                         struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
1874
1875                         if (ops->io_u_lat)
1876                                 icd->error = ops->io_u_lat(td, tnsec);
1877                 }
1878
1879                 if (td->o.max_latency && tnsec > td->o.max_latency)
1880                         lat_fatal(td, icd, tnsec, td->o.max_latency);
1881                 if (td->o.latency_target && tnsec > td->o.latency_target) {
1882                         if (lat_target_failed(td))
1883                                 lat_fatal(td, icd, tnsec, td->o.latency_target);
1884                 }
1885         }
1886
1887         if (ddir_rw(idx)) {
1888                 if (!td->o.disable_clat) {
1889                         add_clat_sample(td, idx, llnsec, bytes, io_u->offset);
1890                         io_u_mark_latency(td, llnsec);
1891                 }
1892
1893                 if (!td->o.disable_bw && per_unit_log(td->bw_log))
1894                         add_bw_sample(td, io_u, bytes, llnsec);
1895
1896                 if (no_reduce && per_unit_log(td->iops_log))
1897                         add_iops_sample(td, io_u, bytes);
1898         }
1899
1900         if (td->ts.nr_block_infos && io_u->ddir == DDIR_TRIM) {
1901                 uint32_t *info = io_u_block_info(td, io_u);
1902                 if (BLOCK_INFO_STATE(*info) < BLOCK_STATE_TRIM_FAILURE) {
1903                         if (io_u->ddir == DDIR_TRIM) {
1904                                 *info = BLOCK_INFO(BLOCK_STATE_TRIMMED,
1905                                                 BLOCK_INFO_TRIMS(*info) + 1);
1906                         } else if (io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
1907                                 *info = BLOCK_INFO_SET_STATE(BLOCK_STATE_WRITTEN,
1908                                                                 *info);
1909                         }
1910                 }
1911         }
1912 }
1913
1914 static void file_log_write_comp(const struct thread_data *td, struct fio_file *f,
1915                                 uint64_t offset, unsigned int bytes)
1916 {
1917         int idx;
1918
1919         if (!f)
1920                 return;
1921
1922         if (f->first_write == -1ULL || offset < f->first_write)
1923                 f->first_write = offset;
1924         if (f->last_write == -1ULL || ((offset + bytes) > f->last_write))
1925                 f->last_write = offset + bytes;
1926
1927         if (!f->last_write_comp)
1928                 return;
1929
1930         idx = f->last_write_idx++;
1931         f->last_write_comp[idx] = offset;
1932         if (f->last_write_idx == td->o.iodepth)
1933                 f->last_write_idx = 0;
1934 }
1935
1936 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u **io_u_ptr,
1937                          struct io_completion_data *icd)
1938 {
1939         struct io_u *io_u = *io_u_ptr;
1940         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
1941         struct fio_file *f = io_u->file;
1942
1943         dprint_io_u(io_u, "io complete");
1944
1945         assert(io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT);
1946         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT | IO_U_F_BUSY_OK);
1947
1948         /*
1949          * Mark IO ok to verify
1950          */
1951         if (io_u->ipo) {
1952                 /*
1953                  * Remove errored entry from the verification list
1954                  */
1955                 if (io_u->error)
1956                         unlog_io_piece(td, io_u);
1957                 else {
1958                         io_u->ipo->flags &= ~IP_F_IN_FLIGHT;
1959                         write_barrier();
1960                 }
1961         }
1962
1963         if (ddir_sync(ddir)) {
1964                 td->last_was_sync = 1;
1965                 if (f) {
1966                         f->first_write = -1ULL;
1967                         f->last_write = -1ULL;
1968                 }
1969                 return;
1970         }
1971
1972         td->last_was_sync = 0;
1973         td->last_ddir = ddir;
1974
1975         if (!io_u->error && ddir_rw(ddir)) {
1976                 unsigned int bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
1977                 int ret;
1978
1979                 td->io_blocks[ddir]++;
1980                 td->this_io_blocks[ddir]++;
1981                 td->io_bytes[ddir] += bytes;
1982
1983                 if (!(io_u->flags & IO_U_F_VER_LIST))
1984                         td->this_io_bytes[ddir] += bytes;
1985
1986                 if (ddir == DDIR_WRITE)
1987                         file_log_write_comp(td, f, io_u->offset, bytes);
1988
1989                 if (ramp_time_over(td) && (td->runstate == TD_RUNNING ||
1990                                            td->runstate == TD_VERIFYING))
1991                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, bytes);
1992
1993                 icd->bytes_done[ddir] += bytes;
1994
1995                 if (io_u->end_io) {
1996                         ret = io_u->end_io(td, io_u_ptr);
1997                         io_u = *io_u_ptr;
1998                         if (ret && !icd->error)
1999                                 icd->error = ret;
2000                 }
2001         } else if (io_u->error) {
2002                 icd->error = io_u->error;
2003                 io_u_log_error(td, io_u);
2004         }
2005         if (icd->error) {
2006                 enum error_type_bit eb = td_error_type(ddir, icd->error);
2007
2008                 if (!td_non_fatal_error(td, eb, icd->error))
2009                         return;
2010
2011                 /*
2012                  * If there is a non_fatal error, then add to the error count
2013                  * and clear all the errors.
2014                  */
2015                 update_error_count(td, icd->error);
2016                 td_clear_error(td);
2017                 icd->error = 0;
2018                 if (io_u)
2019                         io_u->error = 0;
2020         }
2021 }
2022
2023 static void init_icd(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
2024                      int nr)
2025 {
2026         int ddir;
2027
2028         if (!gtod_reduce(td))
2029                 fio_gettime(&icd->time, NULL);
2030
2031         icd->nr = nr;
2032
2033         icd->error = 0;
2034         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2035                 icd->bytes_done[ddir] = 0;
2036 }
2037
2038 static void ios_completed(struct thread_data *td,
2039                           struct io_completion_data *icd)
2040 {
2041         struct io_u *io_u;
2042         int i;
2043
2044         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
2045                 io_u = td->io_ops->event(td, i);
2046
2047                 io_completed(td, &io_u, icd);
2048
2049                 if (io_u)
2050                         put_io_u(td, io_u);
2051         }
2052 }
2053
2054 /*
2055  * Complete a single io_u for the sync engines.
2056  */
2057 int io_u_sync_complete(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2058 {
2059         struct io_completion_data icd;
2060         int ddir;
2061
2062         init_icd(td, &icd, 1);
2063         io_completed(td, &io_u, &icd);
2064
2065         if (io_u)
2066                 put_io_u(td, io_u);
2067
2068         if (icd.error) {
2069                 td_verror(td, icd.error, "io_u_sync_complete");
2070                 return -1;
2071         }
2072
2073         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2074                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2075
2076         return 0;
2077 }
2078
2079 /*
2080  * Called to complete min_events number of io for the async engines.
2081  */
2082 int io_u_queued_complete(struct thread_data *td, int min_evts)
2083 {
2084         struct io_completion_data icd;
2085         struct timespec *tvp = NULL;
2086         int ret, ddir;
2087         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0, };
2088
2089         dprint(FD_IO, "io_u_queued_complete: min=%d\n", min_evts);
2090
2091         if (!min_evts)
2092                 tvp = &ts;
2093         else if (min_evts > td->cur_depth)
2094                 min_evts = td->cur_depth;
2095
2096         /* No worries, td_io_getevents fixes min and max if they are
2097          * set incorrectly */
2098         ret = td_io_getevents(td, min_evts, td->o.iodepth_batch_complete_max, tvp);
2099         if (ret < 0) {
2100                 td_verror(td, -ret, "td_io_getevents");
2101                 return ret;
2102         } else if (!ret)
2103                 return ret;
2104
2105         init_icd(td, &icd, ret);
2106         ios_completed(td, &icd);
2107         if (icd.error) {
2108                 td_verror(td, icd.error, "io_u_queued_complete");
2109                 return -1;
2110         }
2111
2112         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2113                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2114
2115         return ret;
2116 }
2117
2118 /*
2119  * Call when io_u is really queued, to update the submission latency.
2120  */
2121 void io_u_queued(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2122 {
2123         if (!td->o.disable_slat && ramp_time_over(td) && td->o.stats) {
2124                 unsigned long slat_time;
2125
2126                 slat_time = ntime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time);
2127
2128                 if (td->parent)
2129                         td = td->parent;
2130
2131                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, slat_time, io_u->xfer_buflen,
2132                                 io_u->offset);
2133         }
2134 }
2135
2136 /*
2137  * See if we should reuse the last seed, if dedupe is enabled
2138  */
2139 static struct frand_state *get_buf_state(struct thread_data *td)
2140 {
2141         unsigned int v;
2142
2143         if (!td->o.dedupe_percentage)
2144                 return &td->buf_state;
2145         else if (td->o.dedupe_percentage == 100) {
2146                 frand_copy(&td->buf_state_prev, &td->buf_state);
2147                 return &td->buf_state;
2148         }
2149
2150         v = rand32_between(&td->dedupe_state, 1, 100);
2151
2152         if (v <= td->o.dedupe_percentage)
2153                 return &td->buf_state_prev;
2154
2155         return &td->buf_state;
2156 }
2157
2158 static void save_buf_state(struct thread_data *td, struct frand_state *rs)
2159 {
2160         if (td->o.dedupe_percentage == 100)
2161                 frand_copy(rs, &td->buf_state_prev);
2162         else if (rs == &td->buf_state)
2163                 frand_copy(&td->buf_state_prev, rs);
2164 }
2165
2166 void fill_io_buffer(struct thread_data *td, void *buf, unsigned int min_write,
2167                     unsigned int max_bs)
2168 {
2169         struct thread_options *o = &td->o;
2170
2171         if (o->mem_type == MEM_CUDA_MALLOC)
2172                 return;
2173
2174         if (o->compress_percentage || o->dedupe_percentage) {
2175                 unsigned int perc = td->o.compress_percentage;
2176                 struct frand_state *rs;
2177                 unsigned int left = max_bs;
2178                 unsigned int this_write;
2179
2180                 do {
2181                         rs = get_buf_state(td);
2182
2183                         min_write = min(min_write, left);
2184
2185                         if (perc) {
2186                                 this_write = min_not_zero(min_write,
2187                                                         td->o.compress_chunk);
2188
2189                                 fill_random_buf_percentage(rs, buf, perc,
2190                                         this_write, this_write,
2191                                         o->buffer_pattern,
2192                                         o->buffer_pattern_bytes);
2193                         } else {
2194                                 fill_random_buf(rs, buf, min_write);
2195                                 this_write = min_write;
2196                         }
2197
2198                         buf += this_write;
2199                         left -= this_write;
2200                         save_buf_state(td, rs);
2201                 } while (left);
2202         } else if (o->buffer_pattern_bytes)
2203                 fill_buffer_pattern(td, buf, max_bs);
2204         else if (o->zero_buffers)
2205                 memset(buf, 0, max_bs);
2206         else
2207                 fill_random_buf(get_buf_state(td), buf, max_bs);
2208 }
2209
2210 /*
2211  * "randomly" fill the buffer contents
2212  */
2213 void io_u_fill_buffer(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
2214                       unsigned int min_write, unsigned int max_bs)
2215 {
2216         io_u->buf_filled_len = 0;
2217         fill_io_buffer(td, io_u->buf, min_write, max_bs);
2218 }
2219
2220 static int do_sync_file_range(const struct thread_data *td,
2221                               struct fio_file *f)
2222 {
2223         off64_t offset, nbytes;
2224
2225         offset = f->first_write;
2226         nbytes = f->last_write - f->first_write;
2227
2228         if (!nbytes)
2229                 return 0;
2230
2231         return sync_file_range(f->fd, offset, nbytes, td->o.sync_file_range);
2232 }
2233
2234 int do_io_u_sync(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2235 {
2236         int ret;
2237
2238         if (io_u->ddir == DDIR_SYNC) {
2239                 ret = fsync(io_u->file->fd);
2240         } else if (io_u->ddir == DDIR_DATASYNC) {
2241 #ifdef CONFIG_FDATASYNC
2242                 ret = fdatasync(io_u->file->fd);
2243 #else
2244                 ret = io_u->xfer_buflen;
2245                 io_u->error = EINVAL;
2246 #endif
2247         } else if (io_u->ddir == DDIR_SYNC_FILE_RANGE)
2248                 ret = do_sync_file_range(td, io_u->file);
2249         else {
2250                 ret = io_u->xfer_buflen;
2251                 io_u->error = EINVAL;
2252         }
2253
2254         if (ret < 0)
2255                 io_u->error = errno;
2256
2257         return ret;
2258 }
2259
2260 int do_io_u_trim(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2261 {
2262 #ifndef FIO_HAVE_TRIM
2263         io_u->error = EINVAL;
2264         return 0;
2265 #else
2266         struct fio_file *f = io_u->file;
2267         int ret;
2268
2269         ret = os_trim(f, io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
2270         if (!ret)
2271                 return io_u->xfer_buflen;
2272
2273         io_u->error = ret;
2274         return 0;
2275 #endif
2276 }