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