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