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