io_u.c

   1 #include <unistd.h>
   2 #include <string.h>
   3 #include <assert.h>
   4
   5 #include "fio.h"
   6 #include "verify.h"
   7 #include "trim.h"
   8 #include "lib/rand.h"
   9 #include "lib/axmap.h"
  10 #include "err.h"
  11 #include "lib/pow2.h"
  12 #include "minmax.h"
  13 #include "zbd.h"
  14
  15 struct io_completion_data {
  16         int nr;                         /* input */
  17
  18         int error;                      /* output */
  19         uint64_t bytes_done[DDIR_RWDIR_CNT];    /* output */
  20         struct timespec time;           /* output */
  21 };
  22
  23 /*
  24  * The ->io_axmap 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 bool random_map_free(struct fio_file *f, const uint64_t block)
  28 {
  29         return !axmap_isset(f->io_axmap, block);
  30 }
  31
  32 /*
  33  * Mark a given offset as used in the map.
  34  */
  35 static uint64_t mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
  36                                 uint64_t offset, uint64_t buflen)
  37 {
  38         unsigned long long min_bs = td->o.min_bs[io_u->ddir];
  39         struct fio_file *f = io_u->file;
  40         unsigned long long nr_blocks;
  41         uint64_t block;
  42
  43         block = (offset - f->file_offset) / (uint64_t) min_bs;
  44         nr_blocks = (buflen + min_bs - 1) / min_bs;
  45         assert(nr_blocks > 0);
  46
  47         if (!(io_u->flags & IO_U_F_BUSY_OK)) {
  48                 nr_blocks = axmap_set_nr(f->io_axmap, block, nr_blocks);
  49                 assert(nr_blocks > 0);
  50         }
  51
  52         if ((nr_blocks * min_bs) < buflen)
  53                 buflen = nr_blocks * min_bs;
  54
  55         return buflen;
  56 }
  57
  58 static uint64_t last_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  59                            enum fio_ddir ddir)
  60 {
  61         uint64_t max_blocks;
  62         uint64_t max_size;
  63
  64         assert(ddir_rw(ddir));
  65
  66         /*
  67          * Hmm, should we make sure that ->io_size <= ->real_file_size?
  68          * -> not for now since there is code assuming it could go either.
  69          */
  70         max_size = f->io_size;
  71         if (max_size > f->real_file_size)
  72                 max_size = f->real_file_size;
  73
  74         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_STRIDED && td->o.zone_range)
  75                 max_size = td->o.zone_range;
  76
  77         if (td->o.min_bs[ddir] > td->o.ba[ddir])
  78                 max_size -= td->o.min_bs[ddir] - td->o.ba[ddir];
  79
  80         max_blocks = max_size / (uint64_t) td->o.ba[ddir];
  81         if (!max_blocks)
  82                 return 0;
  83
  84         return max_blocks;
  85 }
  86
  87 static int __get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  88                                   enum fio_ddir ddir, uint64_t *b,
  89                                   uint64_t lastb)
  90 {
  91         uint64_t r;
  92
  93         if (td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE ||
  94             td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE64) {
  95
  96                 r = __rand(&td->random_state);
  97
  98                 dprint(FD_RANDOM, "off rand %llu\n", (unsigned long long) r);
  99
 100                 *b = lastb * (r / (rand_max(&td->random_state) + 1.0));
 101         } else {
 102                 uint64_t off = 0;
 103
 104                 assert(fio_file_lfsr(f));
 105
 106                 if (lfsr_next(&f->lfsr, &off))
 107                         return 1;
 108
 109                 *b = off;
 110         }
 111
 112         /*
 113          * if we are not maintaining a random map, we are done.
 114          */
 115         if (!file_randommap(td, f))
 116                 goto ret;
 117
 118         /*
 119          * calculate map offset and check if it's free
 120          */
 121         if (random_map_free(f, *b))
 122                 goto ret;
 123
 124         dprint(FD_RANDOM, "get_next_rand_offset: offset %llu busy\n",
 125                                                 (unsigned long long) *b);
 126
 127         *b = axmap_next_free(f->io_axmap, *b);
 128         if (*b == (uint64_t) -1ULL)
 129                 return 1;
 130 ret:
 131         return 0;
 132 }
 133
 134 static int __get_next_rand_offset_zipf(struct thread_data *td,
 135                                        struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 136                                        uint64_t *b)
 137 {
 138         *b = zipf_next(&f->zipf);
 139         return 0;
 140 }
 141
 142 static int __get_next_rand_offset_pareto(struct thread_data *td,
 143                                          struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 144                                          uint64_t *b)
 145 {
 146         *b = pareto_next(&f->zipf);
 147         return 0;
 148 }
 149
 150 static int __get_next_rand_offset_gauss(struct thread_data *td,
 151                                         struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 152                                         uint64_t *b)
 153 {
 154         *b = gauss_next(&f->gauss);
 155         return 0;
 156 }
 157
 158 static int __get_next_rand_offset_zoned_abs(struct thread_data *td,
 159                                             struct fio_file *f,
 160                                             enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 161 {
 162         struct zone_split_index *zsi;
 163         uint64_t lastb, send, stotal;
 164         unsigned int v;
 165
 166         lastb = last_block(td, f, ddir);
 167         if (!lastb)
 168                 return 1;
 169
 170         if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
 171 bail:
 172                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 173         }
 174
 175         /*
 176          * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
 177          */
 178         v = rand_between(&td->zone_state, 1, 100);
 179
 180         /*
 181          * Find our generated table. 'send' is the end block of this zone,
 182          * 'stotal' is our start offset.
 183          */
 184         zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
 185         stotal = zsi->size_prev / td->o.ba[ddir];
 186         send = zsi->size / td->o.ba[ddir];
 187
 188         /*
 189          * Should never happen
 190          */
 191         if (send == -1U) {
 192                 if (!fio_did_warn(FIO_WARN_ZONED_BUG))
 193                         log_err("fio: bug in zoned generation\n");
 194                 goto bail;
 195         } else if (send > lastb) {
 196                 /*
 197                  * This happens if the user specifies ranges that exceed
 198                  * the file/device size. We can't handle that gracefully,
 199                  * so error and exit.
 200                  */
 201                 log_err("fio: zoned_abs sizes exceed file size\n");
 202                 return 1;
 203         }
 204
 205         /*
 206          * Generate index from 0..send-stotal
 207          */
 208         if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, send - stotal) == 1)
 209                 return 1;
 210
 211         *b += stotal;
 212         return 0;
 213 }
 214
 215 static int __get_next_rand_offset_zoned(struct thread_data *td,
 216                                         struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 217                                         uint64_t *b)
 218 {
 219         unsigned int v, send, stotal;
 220         uint64_t offset, lastb;
 221         struct zone_split_index *zsi;
 222
 223         lastb = last_block(td, f, ddir);
 224         if (!lastb)
 225                 return 1;
 226
 227         if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
 228 bail:
 229                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 230         }
 231
 232         /*
 233          * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
 234          */
 235         v = rand_between(&td->zone_state, 1, 100);
 236
 237         zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
 238         stotal = zsi->size_perc_prev;
 239         send = zsi->size_perc;
 240
 241         /*
 242          * Should never happen
 243          */
 244         if (send == -1U) {
 245                 if (!fio_did_warn(FIO_WARN_ZONED_BUG))
 246                         log_err("fio: bug in zoned generation\n");
 247                 goto bail;
 248         }
 249
 250         /*
 251          * 'send' is some percentage below or equal to 100 that
 252          * marks the end of the current IO range. 'stotal' marks
 253          * the start, in percent.
 254          */
 255         if (stotal)
 256                 offset = stotal * lastb / 100ULL;
 257         else
 258                 offset = 0;
 259
 260         lastb = lastb * (send - stotal) / 100ULL;
 261
 262         /*
 263          * Generate index from 0..send-of-lastb
 264          */
 265         if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb) == 1)
 266                 return 1;
 267
 268         /*
 269          * Add our start offset, if any
 270          */
 271         if (offset)
 272                 *b += offset;
 273
 274         return 0;
 275 }
 276
 277 static int get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 278                                 enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 279 {
 280         if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_RANDOM) {
 281                 uint64_t lastb;
 282
 283                 lastb = last_block(td, f, ddir);
 284                 if (!lastb)
 285                         return 1;
 286
 287                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 288         } else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZIPF)
 289                 return __get_next_rand_offset_zipf(td, f, ddir, b);
 290         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_PARETO)
 291                 return __get_next_rand_offset_pareto(td, f, ddir, b);
 292         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_GAUSS)
 293                 return __get_next_rand_offset_gauss(td, f, ddir, b);
 294         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED)
 295                 return __get_next_rand_offset_zoned(td, f, ddir, b);
 296         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED_ABS)
 297                 return __get_next_rand_offset_zoned_abs(td, f, ddir, b);
 298
 299         log_err("fio: unknown random distribution: %d\n", td->o.random_distribution);
 300         return 1;
 301 }
 302
 303 static bool should_do_random(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 304 {
 305         unsigned int v;
 306
 307         if (td->o.perc_rand[ddir] == 100)
 308                 return true;
 309
 310         v = rand_between(&td->seq_rand_state[ddir], 1, 100);
 311
 312         return v <= td->o.perc_rand[ddir];
 313 }
 314
 315 static void loop_cache_invalidate(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 316 {
 317         struct thread_options *o = &td->o;
 318
 319         if (o->invalidate_cache && !o->odirect) {
 320                 int fio_unused ret;
 321
 322                 ret = file_invalidate_cache(td, f);
 323         }
 324 }
 325
 326 static int get_next_rand_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 327                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 328 {
 329         if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
 330                 return 0;
 331
 332         if (td->o.time_based ||
 333             (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)) {
 334                 fio_file_reset(td, f);
 335                 loop_cache_invalidate(td, f);
 336                 if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
 337                         return 0;
 338         }
 339
 340         dprint(FD_IO, "%s: rand offset failed, last=%llu, size=%llu\n",
 341                         f->file_name, (unsigned long long) f->last_pos[ddir],
 342                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 343         return 1;
 344 }
 345
 346 static int get_next_seq_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 347                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *offset)
 348 {
 349         struct thread_options *o = &td->o;
 350
 351         assert(ddir_rw(ddir));
 352
 353         /*
 354          * If we reach the end for a time based run, reset us back to 0
 355          * and invalidate the cache, if we need to.
 356          */
 357         if (f->last_pos[ddir] >= f->io_size + get_start_offset(td, f) &&
 358             o->time_based) {
 359                 f->last_pos[ddir] = f->file_offset;
 360                 loop_cache_invalidate(td, f);
 361         }
 362
 363         if (f->last_pos[ddir] < f->real_file_size) {
 364                 uint64_t pos;
 365
 366                 /*
 367                  * Only rewind if we already hit the end
 368                  */
 369                 if (f->last_pos[ddir] == f->file_offset &&
 370                     f->file_offset && o->ddir_seq_add < 0) {
 371                         if (f->real_file_size > f->io_size)
 372                                 f->last_pos[ddir] = f->io_size;
 373                         else
 374                                 f->last_pos[ddir] = f->real_file_size;
 375                 }
 376
 377                 pos = f->last_pos[ddir] - f->file_offset;
 378                 if (pos && o->ddir_seq_add) {
 379                         pos += o->ddir_seq_add;
 380
 381                         /*
 382                          * If we reach beyond the end of the file
 383                          * with holed IO, wrap around to the
 384                          * beginning again. If we're doing backwards IO,
 385                          * wrap to the end.
 386                          */
 387                         if (pos >= f->real_file_size) {
 388                                 if (o->ddir_seq_add > 0)
 389                                         pos = f->file_offset;
 390                                 else {
 391                                         if (f->real_file_size > f->io_size)
 392                                                 pos = f->io_size;
 393                                         else
 394                                                 pos = f->real_file_size;
 395
 396                                         pos += o->ddir_seq_add;
 397                                 }
 398                         }
 399                 }
 400
 401                 *offset = pos;
 402                 return 0;
 403         }
 404
 405         return 1;
 406 }
 407
 408 static int get_next_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 409                           enum fio_ddir ddir, int rw_seq,
 410                           bool *is_random)
 411 {
 412         struct fio_file *f = io_u->file;
 413         uint64_t b, offset;
 414         int ret;
 415
 416         assert(ddir_rw(ddir));
 417
 418         b = offset = -1ULL;
 419
 420         if (rw_seq) {
 421                 if (td_random(td)) {
 422                         if (should_do_random(td, ddir)) {
 423                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 424                                 *is_random = true;
 425                         } else {
 426                                 *is_random = false;
 427                                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 428                                 ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 429                                 if (ret)
 430                                         ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 431                         }
 432                 } else {
 433                         *is_random = false;
 434                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 435                 }
 436         } else {
 437                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 438                 *is_random = false;
 439
 440                 if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_SEQ) {
 441                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 442                         if (ret) {
 443                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 444                                 *is_random = false;
 445                         }
 446                 } else if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_IDENT) {
 447                         if (f->last_start[ddir] != -1ULL)
 448                                 offset = f->last_start[ddir] - f->file_offset;
 449                         else
 450                                 offset = 0;
 451                         ret = 0;
 452                 } else {
 453                         log_err("fio: unknown rw_seq=%d\n", td->o.rw_seq);
 454                         ret = 1;
 455                 }
 456         }
 457
 458         if (!ret) {
 459                 if (offset != -1ULL)
 460                         io_u->offset = offset;
 461                 else if (b != -1ULL)
 462                         io_u->offset = b * td->o.ba[ddir];
 463                 else {
 464                         log_err("fio: bug in offset generation: offset=%llu, b=%llu\n", (unsigned long long) offset, (unsigned long long) b);
 465                         ret = 1;
 466                 }
 467         }
 468
 469         return ret;
 470 }
 471
 472 /*
 473  * For random io, generate a random new block and see if it's used. Repeat
 474  * until we find a free one. For sequential io, just return the end of
 475  * the last io issued.
 476  */
 477 static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 478                            bool *is_random)
 479 {
 480         struct fio_file *f = io_u->file;
 481         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
 482         int rw_seq_hit = 0;
 483
 484         assert(ddir_rw(ddir));
 485
 486         if (td->o.ddir_seq_nr && !--td->ddir_seq_nr) {
 487                 rw_seq_hit = 1;
 488                 td->ddir_seq_nr = td->o.ddir_seq_nr;
 489         }
 490
 491         if (get_next_block(td, io_u, ddir, rw_seq_hit, is_random))
 492                 return 1;
 493
 494         if (io_u->offset >= f->io_size) {
 495                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= io_size %llu\n",
 496                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 497                                         (unsigned long long) f->io_size);
 498                 return 1;
 499         }
 500
 501         io_u->offset += f->file_offset;
 502         if (io_u->offset >= f->real_file_size) {
 503                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= size %llu\n",
 504                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 505                                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 506                 return 1;
 507         }
 508
 509         return 0;
 510 }
 511
 512 static inline bool io_u_fits(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 513                              unsigned long long buflen)
 514 {
 515         struct fio_file *f = io_u->file;
 516
 517         return io_u->offset + buflen <= f->io_size + get_start_offset(td, f);
 518 }
 519
 520 static unsigned long long get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 521                                     bool is_random)
 522 {
 523         int ddir = io_u->ddir;
 524         unsigned long long buflen = 0;
 525         unsigned long long minbs, maxbs;
 526         uint64_t frand_max, r;
 527         bool power_2;
 528
 529         assert(ddir_rw(ddir));
 530
 531         if (td->o.bs_is_seq_rand)
 532                 ddir = is_random ? DDIR_WRITE : DDIR_READ;
 533
 534         minbs = td->o.min_bs[ddir];
 535         maxbs = td->o.max_bs[ddir];
 536
 537         if (minbs == maxbs)
 538                 return minbs;
 539
 540         /*
 541          * If we can't satisfy the min block size from here, then fail
 542          */
 543         if (!io_u_fits(td, io_u, minbs))
 544                 return 0;
 545
 546         frand_max = rand_max(&td->bsrange_state[ddir]);
 547         do {
 548                 r = __rand(&td->bsrange_state[ddir]);
 549
 550                 if (!td->o.bssplit_nr[ddir]) {
 551                         buflen = minbs + (unsigned long long) ((double) maxbs *
 552                                         (r / (frand_max + 1.0)));
 553                 } else {
 554                         long long perc = 0;
 555                         unsigned int i;
 556
 557                         for (i = 0; i < td->o.bssplit_nr[ddir]; i++) {
 558                                 struct bssplit *bsp = &td->o.bssplit[ddir][i];
 559
 560                                 buflen = bsp->bs;
 561                                 perc += bsp->perc;
 562                                 if (!perc)
 563                                         break;
 564                                 if ((r / perc <= frand_max / 100ULL) &&
 565                                     io_u_fits(td, io_u, buflen))
 566                                         break;
 567                         }
 568                 }
 569
 570                 power_2 = is_power_of_2(minbs);
 571                 if (!td->o.bs_unaligned && power_2)
 572                         buflen &= ~(minbs - 1);
 573                 else if (!td->o.bs_unaligned && !power_2)
 574                         buflen -= buflen % minbs;
 575         } while (!io_u_fits(td, io_u, buflen));
 576
 577         return buflen;
 578 }
 579
 580 static void set_rwmix_bytes(struct thread_data *td)
 581 {
 582         unsigned int diff;
 583
 584         /*
 585          * we do time or byte based switch. this is needed because
 586          * buffered writes may issue a lot quicker than they complete,
 587          * whereas reads do not.
 588          */
 589         diff = td->o.rwmix[td->rwmix_ddir ^ 1];
 590         td->rwmix_issues = (td->io_issues[td->rwmix_ddir] * diff) / 100;
 591 }
 592
 593 static inline enum fio_ddir get_rand_ddir(struct thread_data *td)
 594 {
 595         unsigned int v;
 596
 597         v = rand_between(&td->rwmix_state, 1, 100);
 598
 599         if (v <= td->o.rwmix[DDIR_READ])
 600                 return DDIR_READ;
 601
 602         return DDIR_WRITE;
 603 }
 604
 605 int io_u_quiesce(struct thread_data *td)
 606 {
 607         int completed = 0;
 608
 609         /*
 610          * We are going to sleep, ensure that we flush anything pending as
 611          * not to skew our latency numbers.
 612          *
 613          * Changed to only monitor 'in flight' requests here instead of the
 614          * td->cur_depth, b/c td->cur_depth does not accurately represent
 615          * io's that have been actually submitted to an async engine,
 616          * and cur_depth is meaningless for sync engines.
 617          */
 618         if (td->io_u_queued || td->cur_depth)
 619                 td_io_commit(td);
 620
 621         while (td->io_u_in_flight) {
 622                 int ret;
 623
 624                 ret = io_u_queued_complete(td, 1);
 625                 if (ret > 0)
 626                         completed += ret;
 627         }
 628
 629         if (td->flags & TD_F_REGROW_LOGS)
 630                 regrow_logs(td);
 631
 632         return completed;
 633 }
 634
 635 static enum fio_ddir rate_ddir(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 636 {
 637         enum fio_ddir odir = ddir ^ 1;
 638         uint64_t usec;
 639         uint64_t now;
 640
 641         assert(ddir_rw(ddir));
 642         now = utime_since_now(&td->start);
 643
 644         /*
 645          * if rate_next_io_time is in the past, need to catch up to rate
 646          */
 647         if (td->rate_next_io_time[ddir] <= now)
 648                 return ddir;
 649
 650         /*
 651          * We are ahead of rate in this direction. See if we
 652          * should switch.
 653          */
 654         if (td_rw(td) && td->o.rwmix[odir]) {
 655                 /*
 656                  * Other direction is behind rate, switch
 657                  */
 658                 if (td->rate_next_io_time[odir] <= now)
 659                         return odir;
 660
 661                 /*
 662                  * Both directions are ahead of rate. sleep the min,
 663                  * switch if necessary
 664                  */
 665                 if (td->rate_next_io_time[ddir] <=
 666                     td->rate_next_io_time[odir]) {
 667                         usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 668                 } else {
 669                         usec = td->rate_next_io_time[odir] - now;
 670                         ddir = odir;
 671                 }
 672         } else
 673                 usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 674
 675         if (td->o.io_submit_mode == IO_MODE_INLINE)
 676                 io_u_quiesce(td);
 677
 678         usec_sleep(td, usec);
 679         return ddir;
 680 }
 681
 682 /*
 683  * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
 684  * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
 685  * necessary.
 686  */
 687 static enum fio_ddir get_rw_ddir(struct thread_data *td)
 688 {
 689         enum fio_ddir ddir;
 690
 691         /*
 692          * See if it's time to fsync/fdatasync/sync_file_range first,
 693          * and if not then move on to check regular I/Os.
 694          */
 695         if (should_fsync(td)) {
 696                 if (td->o.fsync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 697                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fsync_blocks))
 698                         return DDIR_SYNC;
 699
 700                 if (td->o.fdatasync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 701                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fdatasync_blocks))
 702                         return DDIR_DATASYNC;
 703
 704                 if (td->sync_file_range_nr && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 705                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->sync_file_range_nr))
 706                         return DDIR_SYNC_FILE_RANGE;
 707         }
 708
 709         if (td_rw(td)) {
 710                 /*
 711                  * Check if it's time to seed a new data direction.
 712                  */
 713                 if (td->io_issues[td->rwmix_ddir] >= td->rwmix_issues) {
 714                         /*
 715                          * Put a top limit on how many bytes we do for
 716                          * one data direction, to avoid overflowing the
 717                          * ranges too much
 718                          */
 719                         ddir = get_rand_ddir(td);
 720
 721                         if (ddir != td->rwmix_ddir)
 722                                 set_rwmix_bytes(td);
 723
 724                         td->rwmix_ddir = ddir;
 725                 }
 726                 ddir = td->rwmix_ddir;
 727         } else if (td_read(td))
 728                 ddir = DDIR_READ;
 729         else if (td_write(td))
 730                 ddir = DDIR_WRITE;
 731         else if (td_trim(td))
 732                 ddir = DDIR_TRIM;
 733         else
 734                 ddir = DDIR_INVAL;
 735
 736         td->rwmix_ddir = rate_ddir(td, ddir);
 737         return td->rwmix_ddir;
 738 }
 739
 740 static void set_rw_ddir(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 741 {
 742         enum fio_ddir ddir = get_rw_ddir(td);
 743
 744         if (td_trimwrite(td)) {
 745                 struct fio_file *f = io_u->file;
 746                 if (f->last_pos[DDIR_WRITE] == f->last_pos[DDIR_TRIM])
 747                         ddir = DDIR_TRIM;
 748                 else
 749                         ddir = DDIR_WRITE;
 750         }
 751
 752         io_u->ddir = io_u->acct_ddir = ddir;
 753
 754         if (io_u->ddir == DDIR_WRITE && td_ioengine_flagged(td, FIO_BARRIER) &&
 755             td->o.barrier_blocks &&
 756            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.barrier_blocks) &&
 757              td->io_issues[DDIR_WRITE])
 758                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BARRIER);
 759 }
 760
 761 void put_file_log(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 762 {
 763         unsigned int ret = put_file(td, f);
 764
 765         if (ret)
 766                 td_verror(td, ret, "file close");
 767 }
 768
 769 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 770 {
 771         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
 772
 773         if (io_u->post_submit) {
 774                 io_u->post_submit(io_u, io_u->error == 0);
 775                 io_u->post_submit = NULL;
 776         }
 777
 778         if (td->parent)
 779                 td = td->parent;
 780
 781         if (needs_lock)
 782                 __td_io_u_lock(td);
 783
 784         if (io_u->file && !(io_u->flags & IO_U_F_NO_FILE_PUT))
 785                 put_file_log(td, io_u->file);
 786
 787         io_u->file = NULL;
 788         io_u_set(td, io_u, IO_U_F_FREE);
 789
 790         if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 791                 td->cur_depth--;
 792                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 793         }
 794         io_u_qpush(&td->io_u_freelist, io_u);
 795         td_io_u_free_notify(td);
 796
 797         if (needs_lock)
 798                 __td_io_u_unlock(td);
 799 }
 800
 801 void clear_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 802 {
 803         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 804         put_io_u(td, io_u);
 805 }
 806
 807 void requeue_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 808 {
 809         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
 810         struct io_u *__io_u = *io_u;
 811         enum fio_ddir ddir = acct_ddir(__io_u);
 812
 813         dprint(FD_IO, "requeue %p\n", __io_u);
 814
 815         if (td->parent)
 816                 td = td->parent;
 817
 818         if (needs_lock)
 819                 __td_io_u_lock(td);
 820
 821         io_u_set(td, __io_u, IO_U_F_FREE);
 822         if ((__io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT) && ddir_rw(ddir))
 823                 td->io_issues[ddir]--;
 824
 825         io_u_clear(td, __io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 826         if (__io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 827                 td->cur_depth--;
 828                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 829         }
 830
 831         io_u_rpush(&td->io_u_requeues, __io_u);
 832         td_io_u_free_notify(td);
 833
 834         if (needs_lock)
 835                 __td_io_u_unlock(td);
 836
 837         *io_u = NULL;
 838 }
 839
 840 static void setup_strided_zone_mode(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 841 {
 842         struct fio_file *f = io_u->file;
 843
 844         assert(td->o.zone_mode == ZONE_MODE_STRIDED);
 845         assert(td->o.zone_size);
 846         assert(td->o.zone_range);
 847
 848         /*
 849          * See if it's time to switch to a new zone
 850          */
 851         if (td->zone_bytes >= td->o.zone_size && td->o.zone_skip) {
 852                 td->zone_bytes = 0;
 853                 f->file_offset += td->o.zone_range + td->o.zone_skip;
 854
 855                 /*
 856                  * Wrap from the beginning, if we exceed the file size
 857                  */
 858                 if (f->file_offset >= f->real_file_size)
 859                         f->file_offset = get_start_offset(td, f);
 860
 861                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
 862                 td->io_skip_bytes += td->o.zone_skip;
 863         }
 864
 865         /*
 866          * If zone_size > zone_range, then maintain the same zone until
 867          * zone_bytes >= zone_size.
 868          */
 869         if (f->last_pos[io_u->ddir] >= (f->file_offset + td->o.zone_range)) {
 870                 dprint(FD_IO, "io_u maintain zone offset=%" PRIu64 "/last_pos=%" PRIu64 "\n",
 871                                 f->file_offset, f->last_pos[io_u->ddir]);
 872                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
 873         }
 874
 875         /*
 876          * For random: if 'norandommap' is not set and zone_size > zone_range,
 877          * map needs to be reset as it's done with zone_range everytime.
 878          */
 879         if ((td->zone_bytes % td->o.zone_range) == 0)
 880                 fio_file_reset(td, f);
 881 }
 882
 883 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 884 {
 885         bool is_random;
 886         uint64_t offset;
 887         enum io_u_action ret;
 888
 889         if (td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO))
 890                 goto out;
 891
 892         set_rw_ddir(td, io_u);
 893
 894         /*
 895          * fsync() or fdatasync() or trim etc, we are done
 896          */
 897         if (!ddir_rw(io_u->ddir))
 898                 goto out;
 899
 900         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_STRIDED)
 901                 setup_strided_zone_mode(td, io_u);
 902
 903         /*
 904          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next buflen and
 905          * position.
 906          */
 907         if (get_next_offset(td, io_u, &is_random)) {
 908                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting offset\n", io_u);
 909                 return 1;
 910         }
 911
 912         io_u->buflen = get_next_buflen(td, io_u, is_random);
 913         if (!io_u->buflen) {
 914                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting buflen\n", io_u);
 915                 return 1;
 916         }
 917
 918         offset = io_u->offset;
 919         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_ZBD) {
 920                 ret = zbd_adjust_block(td, io_u);
 921                 if (ret == io_u_eof)
 922                         return 1;
 923         }
 924
 925         if (io_u->offset + io_u->buflen > io_u->file->real_file_size) {
 926                 dprint(FD_IO, "io_u %p, off=0x%llx + len=0x%llx exceeds file size=0x%llx\n",
 927                         io_u,
 928                         (unsigned long long) io_u->offset, io_u->buflen,
 929                         (unsigned long long) io_u->file->real_file_size);
 930                 return 1;
 931         }
 932
 933         /*
 934          * mark entry before potentially trimming io_u
 935          */
 936         if (td_random(td) && file_randommap(td, io_u->file))
 937                 io_u->buflen = mark_random_map(td, io_u, offset, io_u->buflen);
 938
 939 out:
 940         dprint_io_u(io_u, "fill");
 941         td->zone_bytes += io_u->buflen;
 942         return 0;
 943 }
 944
 945 static void __io_u_mark_map(uint64_t *map, unsigned int nr)
 946 {
 947         int idx = 0;
 948
 949         switch (nr) {
 950         default:
 951                 idx = 6;
 952                 break;
 953         case 33 ... 64:
 954                 idx = 5;
 955                 break;
 956         case 17 ... 32:
 957                 idx = 4;
 958                 break;
 959         case 9 ... 16:
 960                 idx = 3;
 961                 break;
 962         case 5 ... 8:
 963                 idx = 2;
 964                 break;
 965         case 1 ... 4:
 966                 idx = 1;
 967         case 0:
 968                 break;
 969         }
 970
 971         map[idx]++;
 972 }
 973
 974 void io_u_mark_submit(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 975 {
 976         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_submit, nr);
 977         td->ts.total_submit++;
 978 }
 979
 980 void io_u_mark_complete(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 981 {
 982         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_complete, nr);
 983         td->ts.total_complete++;
 984 }
 985
 986 void io_u_mark_depth(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 987 {
 988         int idx = 0;
 989
 990         switch (td->cur_depth) {
 991         default:
 992                 idx = 6;
 993                 break;
 994         case 32 ... 63:
 995                 idx = 5;
 996                 break;
 997         case 16 ... 31:
 998                 idx = 4;
 999                 break;
1000         case 8 ... 15:
1001                 idx = 3;
1002                 break;
1003         case 4 ... 7:
1004                 idx = 2;
1005                 break;
1006         case 2 ... 3:
1007                 idx = 1;
1008         case 1:
1009                 break;
1010         }
1011
1012         td->ts.io_u_map[idx] += nr;
1013 }
1014
1015 static void io_u_mark_lat_nsec(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1016 {
1017         int idx = 0;
1018
1019         assert(nsec < 1000);
1020
1021         switch (nsec) {
1022         case 750 ... 999:
1023                 idx = 9;
1024                 break;
1025         case 500 ... 749:
1026                 idx = 8;
1027                 break;
1028         case 250 ... 499:
1029                 idx = 7;
1030                 break;
1031         case 100 ... 249:
1032                 idx = 6;
1033                 break;
1034         case 50 ... 99:
1035                 idx = 5;
1036                 break;
1037         case 20 ... 49:
1038                 idx = 4;
1039                 break;
1040         case 10 ... 19:
1041                 idx = 3;
1042                 break;
1043         case 4 ... 9:
1044                 idx = 2;
1045                 break;
1046         case 2 ... 3:
1047                 idx = 1;
1048         case 0 ... 1:
1049                 break;
1050         }
1051
1052         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_N_NR);
1053         td->ts.io_u_lat_n[idx]++;
1054 }
1055
1056 static void io_u_mark_lat_usec(struct thread_data *td, unsigned long long usec)
1057 {
1058         int idx = 0;
1059
1060         assert(usec < 1000 && usec >= 1);
1061
1062         switch (usec) {
1063         case 750 ... 999:
1064                 idx = 9;
1065                 break;
1066         case 500 ... 749:
1067                 idx = 8;
1068                 break;
1069         case 250 ... 499:
1070                 idx = 7;
1071                 break;
1072         case 100 ... 249:
1073                 idx = 6;
1074                 break;
1075         case 50 ... 99:
1076                 idx = 5;
1077                 break;
1078         case 20 ... 49:
1079                 idx = 4;
1080                 break;
1081         case 10 ... 19:
1082                 idx = 3;
1083                 break;
1084         case 4 ... 9:
1085                 idx = 2;
1086                 break;
1087         case 2 ... 3:
1088                 idx = 1;
1089         case 0 ... 1:
1090                 break;
1091         }
1092
1093         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_U_NR);
1094         td->ts.io_u_lat_u[idx]++;
1095 }
1096
1097 static void io_u_mark_lat_msec(struct thread_data *td, unsigned long long msec)
1098 {
1099         int idx = 0;
1100
1101         assert(msec >= 1);
1102
1103         switch (msec) {
1104         default:
1105                 idx = 11;
1106                 break;
1107         case 1000 ... 1999:
1108                 idx = 10;
1109                 break;
1110         case 750 ... 999:
1111                 idx = 9;
1112                 break;
1113         case 500 ... 749:
1114                 idx = 8;
1115                 break;
1116         case 250 ... 499:
1117                 idx = 7;
1118                 break;
1119         case 100 ... 249:
1120                 idx = 6;
1121                 break;
1122         case 50 ... 99:
1123                 idx = 5;
1124                 break;
1125         case 20 ... 49:
1126                 idx = 4;
1127                 break;
1128         case 10 ... 19:
1129                 idx = 3;
1130                 break;
1131         case 4 ... 9:
1132                 idx = 2;
1133                 break;
1134         case 2 ... 3:
1135                 idx = 1;
1136         case 0 ... 1:
1137                 break;
1138         }
1139
1140         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_M_NR);
1141         td->ts.io_u_lat_m[idx]++;
1142 }
1143
1144 static void io_u_mark_latency(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1145 {
1146         if (nsec < 1000)
1147                 io_u_mark_lat_nsec(td, nsec);
1148         else if (nsec < 1000000)
1149                 io_u_mark_lat_usec(td, nsec / 1000);
1150         else
1151                 io_u_mark_lat_msec(td, nsec / 1000000);
1152 }
1153
1154 static unsigned int __get_next_fileno_rand(struct thread_data *td)
1155 {
1156         unsigned long fileno;
1157
1158         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RANDOM) {
1159                 uint64_t frand_max = rand_max(&td->next_file_state);
1160                 unsigned long r;
1161
1162                 r = __rand(&td->next_file_state);
1163                 return (unsigned int) ((double) td->o.nr_files
1164                                 * (r / (frand_max + 1.0)));
1165         }
1166
1167         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_ZIPF)
1168                 fileno = zipf_next(&td->next_file_zipf);
1169         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_PARETO)
1170                 fileno = pareto_next(&td->next_file_zipf);
1171         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_GAUSS)
1172                 fileno = gauss_next(&td->next_file_gauss);
1173         else {
1174                 log_err("fio: bad file service type: %d\n", td->o.file_service_type);
1175                 assert(0);
1176                 return 0;
1177         }
1178
1179         return fileno >> FIO_FSERVICE_SHIFT;
1180 }
1181
1182 /*
1183  * Get next file to service by choosing one at random
1184  */
1185 static struct fio_file *get_next_file_rand(struct thread_data *td,
1186                                            enum fio_file_flags goodf,
1187                                            enum fio_file_flags badf)
1188 {
1189         struct fio_file *f;
1190         int fno;
1191
1192         do {
1193                 int opened = 0;
1194
1195                 fno = __get_next_fileno_rand(td);
1196
1197                 f = td->files[fno];
1198                 if (fio_file_done(f))
1199                         continue;
1200
1201                 if (!fio_file_open(f)) {
1202                         int err;
1203
1204                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1205                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1206
1207                         err = td_io_open_file(td, f);
1208                         if (err)
1209                                 continue;
1210                         opened = 1;
1211                 }
1212
1213                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf)) {
1214                         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rand: %p\n", f);
1215                         return f;
1216                 }
1217                 if (opened)
1218                         td_io_close_file(td, f);
1219         } while (1);
1220 }
1221
1222 /*
1223  * Get next file to service by doing round robin between all available ones
1224  */
1225 static struct fio_file *get_next_file_rr(struct thread_data *td, int goodf,
1226                                          int badf)
1227 {
1228         unsigned int old_next_file = td->next_file;
1229         struct fio_file *f;
1230
1231         do {
1232                 int opened = 0;
1233
1234                 f = td->files[td->next_file];
1235
1236                 td->next_file++;
1237                 if (td->next_file >= td->o.nr_files)
1238                         td->next_file = 0;
1239
1240                 dprint(FD_FILE, "trying file %s %x\n", f->file_name, f->flags);
1241                 if (fio_file_done(f)) {
1242                         f = NULL;
1243                         continue;
1244                 }
1245
1246                 if (!fio_file_open(f)) {
1247                         int err;
1248
1249                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1250                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1251
1252                         err = td_io_open_file(td, f);
1253                         if (err) {
1254                                 dprint(FD_FILE, "error %d on open of %s\n",
1255                                         err, f->file_name);
1256                                 f = NULL;
1257                                 continue;
1258                         }
1259                         opened = 1;
1260                 }
1261
1262                 dprint(FD_FILE, "goodf=%x, badf=%x, ff=%x\n", goodf, badf,
1263                                                                 f->flags);
1264                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf))
1265                         break;
1266
1267                 if (opened)
1268                         td_io_close_file(td, f);
1269
1270                 f = NULL;
1271         } while (td->next_file != old_next_file);
1272
1273         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rr: %p\n", f);
1274         return f;
1275 }
1276
1277 static struct fio_file *__get_next_file(struct thread_data *td)
1278 {
1279         struct fio_file *f;
1280
1281         assert(td->o.nr_files <= td->files_index);
1282
1283         if (td->nr_done_files >= td->o.nr_files) {
1284                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: nr_open=%d, nr_done=%d,"
1285                                 " nr_files=%d\n", td->nr_open_files,
1286                                                   td->nr_done_files,
1287                                                   td->o.nr_files);
1288                 return NULL;
1289         }
1290
1291         f = td->file_service_file;
1292         if (f && fio_file_open(f) && !fio_file_closing(f)) {
1293                 if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1294                         goto out;
1295                 if (td->file_service_left--)
1296                         goto out;
1297         }
1298
1299         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RR ||
1300             td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1301                 f = get_next_file_rr(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1302         else
1303                 f = get_next_file_rand(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1304
1305         if (IS_ERR(f))
1306                 return f;
1307
1308         td->file_service_file = f;
1309         td->file_service_left = td->file_service_nr - 1;
1310 out:
1311         if (f)
1312                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: %p [%s]\n", f, f->file_name);
1313         else
1314                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: NULL\n");
1315         return f;
1316 }
1317
1318 static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
1319 {
1320         return __get_next_file(td);
1321 }
1322
1323 static long set_io_u_file(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1324 {
1325         struct fio_file *f;
1326
1327         do {
1328                 f = get_next_file(td);
1329                 if (IS_ERR_OR_NULL(f))
1330                         return PTR_ERR(f);
1331
1332                 io_u->file = f;
1333                 get_file(f);
1334
1335                 if (!fill_io_u(td, io_u))
1336                         break;
1337
1338                 if (io_u->post_submit) {
1339                         io_u->post_submit(io_u, false);
1340                         io_u->post_submit = NULL;
1341                 }
1342
1343                 put_file_log(td, f);
1344                 td_io_close_file(td, f);
1345                 io_u->file = NULL;
1346                 if (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)
1347                         fio_file_reset(td, f);
1348                 else {
1349                         fio_file_set_done(f);
1350                         td->nr_done_files++;
1351                         dprint(FD_FILE, "%s: is done (%d of %d)\n", f->file_name,
1352                                         td->nr_done_files, td->o.nr_files);
1353                 }
1354         } while (1);
1355
1356         return 0;
1357 }
1358
1359 static void lat_fatal(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
1360                       unsigned long long tnsec, unsigned long long max_nsec)
1361 {
1362         if (!td->error)
1363                 log_err("fio: latency of %llu nsec exceeds specified max (%llu nsec)\n", tnsec, max_nsec);
1364         td_verror(td, ETIMEDOUT, "max latency exceeded");
1365         icd->error = ETIMEDOUT;
1366 }
1367
1368 static void lat_new_cycle(struct thread_data *td)
1369 {
1370         fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1371         td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1372         td->latency_failed = 0;
1373 }
1374
1375 /*
1376  * We had an IO outside the latency target. Reduce the queue depth. If we
1377  * are at QD=1, then it's time to give up.
1378  */
1379 static bool __lat_target_failed(struct thread_data *td)
1380 {
1381         if (td->latency_qd == 1)
1382                 return true;
1383
1384         td->latency_qd_high = td->latency_qd;
1385
1386         if (td->latency_qd == td->latency_qd_low)
1387                 td->latency_qd_low--;
1388
1389         td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_low) / 2;
1390
1391         dprint(FD_RATE, "Ramped down: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1392
1393         /*
1394          * When we ramp QD down, quiesce existing IO to prevent
1395          * a storm of ramp downs due to pending higher depth.
1396          */
1397         io_u_quiesce(td);
1398         lat_new_cycle(td);
1399         return false;
1400 }
1401
1402 static bool lat_target_failed(struct thread_data *td)
1403 {
1404         if (td->o.latency_percentile.u.f == 100.0)
1405                 return __lat_target_failed(td);
1406
1407         td->latency_failed++;
1408         return false;
1409 }
1410
1411 void lat_target_init(struct thread_data *td)
1412 {
1413         td->latency_end_run = 0;
1414
1415         if (td->o.latency_target) {
1416                 dprint(FD_RATE, "Latency target=%llu\n", td->o.latency_target);
1417                 fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1418                 td->latency_qd = 1;
1419                 td->latency_qd_high = td->o.iodepth;
1420                 td->latency_qd_low = 1;
1421                 td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1422         } else
1423                 td->latency_qd = td->o.iodepth;
1424 }
1425
1426 void lat_target_reset(struct thread_data *td)
1427 {
1428         if (!td->latency_end_run)
1429                 lat_target_init(td);
1430 }
1431
1432 static void lat_target_success(struct thread_data *td)
1433 {
1434         const unsigned int qd = td->latency_qd;
1435         struct thread_options *o = &td->o;
1436
1437         td->latency_qd_low = td->latency_qd;
1438
1439         /*
1440          * If we haven't failed yet, we double up to a failing value instead
1441          * of bisecting from highest possible queue depth. If we have set
1442          * a limit other than td->o.iodepth, bisect between that.
1443          */
1444         if (td->latency_qd_high != o->iodepth)
1445                 td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_high) / 2;
1446         else
1447                 td->latency_qd *= 2;
1448
1449         if (td->latency_qd > o->iodepth)
1450                 td->latency_qd = o->iodepth;
1451
1452         dprint(FD_RATE, "Ramped up: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1453
1454         /*
1455          * Same as last one, we are done. Let it run a latency cycle, so
1456          * we get only the results from the targeted depth.
1457          */
1458         if (td->latency_qd == qd) {
1459                 if (td->latency_end_run) {
1460                         dprint(FD_RATE, "We are done\n");
1461                         td->done = 1;
1462                 } else {
1463                         dprint(FD_RATE, "Quiesce and final run\n");
1464                         io_u_quiesce(td);
1465                         td->latency_end_run = 1;
1466                         reset_all_stats(td);
1467                         reset_io_stats(td);
1468                 }
1469         }
1470
1471         lat_new_cycle(td);
1472 }
1473
1474 /*
1475  * Check if we can bump the queue depth
1476  */
1477 void lat_target_check(struct thread_data *td)
1478 {
1479         uint64_t usec_window;
1480         uint64_t ios;
1481         double success_ios;
1482
1483         usec_window = utime_since_now(&td->latency_ts);
1484         if (usec_window < td->o.latency_window)
1485                 return;
1486
1487         ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks) - td->latency_ios;
1488         success_ios = (double) (ios - td->latency_failed) / (double) ios;
1489         success_ios *= 100.0;
1490
1491         dprint(FD_RATE, "Success rate: %.2f%% (target %.2f%%)\n", success_ios, td->o.latency_percentile.u.f);
1492
1493         if (success_ios >= td->o.latency_percentile.u.f)
1494                 lat_target_success(td);
1495         else
1496                 __lat_target_failed(td);
1497 }
1498
1499 /*
1500  * If latency target is enabled, we might be ramping up or down and not
1501  * using the full queue depth available.
1502  */
1503 bool queue_full(const struct thread_data *td)
1504 {
1505         const int qempty = io_u_qempty(&td->io_u_freelist);
1506
1507         if (qempty)
1508                 return true;
1509         if (!td->o.latency_target)
1510                 return false;
1511
1512         return td->cur_depth >= td->latency_qd;
1513 }
1514
1515 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
1516 {
1517         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
1518         struct io_u *io_u = NULL;
1519         int ret;
1520
1521         if (td->stop_io)
1522                 return NULL;
1523
1524         if (needs_lock)
1525                 __td_io_u_lock(td);
1526
1527 again:
1528         if (!io_u_rempty(&td->io_u_requeues))
1529                 io_u = io_u_rpop(&td->io_u_requeues);
1530         else if (!queue_full(td)) {
1531                 io_u = io_u_qpop(&td->io_u_freelist);
1532
1533                 io_u->file = NULL;
1534                 io_u->buflen = 0;
1535                 io_u->resid = 0;
1536                 io_u->end_io = NULL;
1537         }
1538
1539         if (io_u) {
1540                 assert(io_u->flags & IO_U_F_FREE);
1541                 io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FREE | IO_U_F_NO_FILE_PUT |
1542                                  IO_U_F_TRIMMED | IO_U_F_BARRIER |
1543                                  IO_U_F_VER_LIST);
1544
1545                 io_u->error = 0;
1546                 io_u->acct_ddir = -1;
1547                 td->cur_depth++;
1548                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1549                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_IN_CUR_DEPTH);
1550                 io_u->ipo = NULL;
1551         } else if (td_async_processing(td)) {
1552                 /*
1553                  * We ran out, wait for async verify threads to finish and
1554                  * return one
1555                  */
1556                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1557                 ret = pthread_cond_wait(&td->free_cond, &td->io_u_lock);
1558                 assert(ret == 0);
1559                 goto again;
1560         }
1561
1562         if (needs_lock)
1563                 __td_io_u_unlock(td);
1564
1565         return io_u;
1566 }
1567
1568 static bool check_get_trim(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1569 {
1570         if (!(td->flags & TD_F_TRIM_BACKLOG))
1571                 return false;
1572         if (!td->trim_entries)
1573                 return false;
1574
1575         if (td->trim_batch) {
1576                 td->trim_batch--;
1577                 if (get_next_trim(td, io_u))
1578                         return true;
1579         } else if (!(td->io_hist_len % td->o.trim_backlog) &&
1580                      td->last_ddir != DDIR_READ) {
1581                 td->trim_batch = td->o.trim_batch;
1582                 if (!td->trim_batch)
1583                         td->trim_batch = td->o.trim_backlog;
1584                 if (get_next_trim(td, io_u))
1585                         return true;
1586         }
1587
1588         return false;
1589 }
1590
1591 static bool check_get_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1592 {
1593         if (!(td->flags & TD_F_VER_BACKLOG))
1594                 return false;
1595
1596         if (td->io_hist_len) {
1597                 int get_verify = 0;
1598
1599                 if (td->verify_batch)
1600                         get_verify = 1;
1601                 else if (!(td->io_hist_len % td->o.verify_backlog) &&
1602                          td->last_ddir != DDIR_READ) {
1603                         td->verify_batch = td->o.verify_batch;
1604                         if (!td->verify_batch)
1605                                 td->verify_batch = td->o.verify_backlog;
1606                         get_verify = 1;
1607                 }
1608
1609                 if (get_verify && !get_next_verify(td, io_u)) {
1610                         td->verify_batch--;
1611                         return true;
1612                 }
1613         }
1614
1615         return false;
1616 }
1617
1618 /*
1619  * Fill offset and start time into the buffer content, to prevent too
1620  * easy compressible data for simple de-dupe attempts. Do this for every
1621  * 512b block in the range, since that should be the smallest block size
1622  * we can expect from a device.
1623  */
1624 static void small_content_scramble(struct io_u *io_u)
1625 {
1626         unsigned long long i, nr_blocks = io_u->buflen >> 9;
1627         unsigned int offset;
1628         uint64_t boffset, *iptr;
1629         char *p;
1630
1631         if (!nr_blocks)
1632                 return;
1633
1634         p = io_u->xfer_buf;
1635         boffset = io_u->offset;
1636
1637         if (io_u->buf_filled_len)
1638                 io_u->buf_filled_len = 0;
1639
1640         /*
1641          * Generate random index between 0..7. We do chunks of 512b, if
1642          * we assume a cacheline is 64 bytes, then we have 8 of those.
1643          * Scramble content within the blocks in the same cacheline to
1644          * speed things up.
1645          */
1646         offset = (io_u->start_time.tv_nsec ^ boffset) & 7;
1647
1648         for (i = 0; i < nr_blocks; i++) {
1649                 /*
1650                  * Fill offset into start of cacheline, time into end
1651                  * of cacheline
1652                  */
1653                 iptr = (void *) p + (offset << 6);
1654                 *iptr = boffset;
1655
1656                 iptr = (void *) p + 64 - 2 * sizeof(uint64_t);
1657                 iptr[0] = io_u->start_time.tv_sec;
1658                 iptr[1] = io_u->start_time.tv_nsec;
1659
1660                 p += 512;
1661                 boffset += 512;
1662         }
1663 }
1664
1665 /*
1666  * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
1667  * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped, populated and submitted.
1668  */
1669 struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
1670 {
1671         struct fio_file *f;
1672         struct io_u *io_u;
1673         int do_scramble = 0;
1674         long ret = 0;
1675
1676         io_u = __get_io_u(td);
1677         if (!io_u) {
1678                 dprint(FD_IO, "__get_io_u failed\n");
1679                 return NULL;
1680         }
1681
1682         if (check_get_verify(td, io_u))
1683                 goto out;
1684         if (check_get_trim(td, io_u))
1685                 goto out;
1686
1687         /*
1688          * from a requeue, io_u already setup
1689          */
1690         if (io_u->file)
1691                 goto out;
1692
1693         /*
1694          * If using an iolog, grab next piece if any available.
1695          */
1696         if (td->flags & TD_F_READ_IOLOG) {
1697                 if (read_iolog_get(td, io_u))
1698                         goto err_put;
1699         } else if (set_io_u_file(td, io_u)) {
1700                 ret = -EBUSY;
1701                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1702                 goto err_put;
1703         }
1704
1705         f = io_u->file;
1706         if (!f) {
1707                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1708                 goto err_put;
1709         }
1710
1711         assert(fio_file_open(f));
1712
1713         if (ddir_rw(io_u->ddir)) {
1714                 if (!io_u->buflen && !td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO)) {
1715                         dprint(FD_IO, "get_io_u: zero buflen on %p\n", io_u);
1716                         goto err_put;
1717                 }
1718
1719                 f->last_start[io_u->ddir] = io_u->offset;
1720                 f->last_pos[io_u->ddir] = io_u->offset + io_u->buflen;
1721
1722                 if (io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
1723                         if (td->flags & TD_F_REFILL_BUFFERS) {
1724                                 io_u_fill_buffer(td, io_u,
1725                                         td->o.min_bs[DDIR_WRITE],
1726                                         io_u->buflen);
1727                         } else if ((td->flags & TD_F_SCRAMBLE_BUFFERS) &&
1728                                    !(td->flags & TD_F_COMPRESS) &&
1729                                    !(td->flags & TD_F_DO_VERIFY))
1730                                 do_scramble = 1;
1731                 } else if (io_u->ddir == DDIR_READ) {
1732                         /*
1733                          * Reset the buf_filled parameters so next time if the
1734                          * buffer is used for writes it is refilled.
1735                          */
1736                         io_u->buf_filled_len = 0;
1737                 }
1738         }
1739
1740         /*
1741          * Set io data pointers.
1742          */
1743         io_u->xfer_buf = io_u->buf;
1744         io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
1745
1746 out:
1747         assert(io_u->file);
1748         if (!td_io_prep(td, io_u)) {
1749                 if (!td->o.disable_lat)
1750                         fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
1751
1752                 if (do_scramble)
1753                         small_content_scramble(io_u);
1754
1755                 return io_u;
1756         }
1757 err_put:
1758         dprint(FD_IO, "get_io_u failed\n");
1759         put_io_u(td, io_u);
1760         return ERR_PTR(ret);
1761 }
1762
1763 static void __io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1764 {
1765         enum error_type_bit eb = td_error_type(io_u->ddir, io_u->error);
1766
1767         if (td_non_fatal_error(td, eb, io_u->error) && !td->o.error_dump)
1768                 return;
1769
1770         log_err("fio: io_u error%s%s: %s: %s offset=%llu, buflen=%llu\n",
1771                 io_u->file ? " on file " : "",
1772                 io_u->file ? io_u->file->file_name : "",
1773                 strerror(io_u->error),
1774                 io_ddir_name(io_u->ddir),
1775                 io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
1776
1777         if (td->io_ops->errdetails) {
1778                 char *err = td->io_ops->errdetails(io_u);
1779
1780                 log_err("fio: %s\n", err);
1781                 free(err);
1782         }
1783
1784         if (!td->error)
1785                 td_verror(td, io_u->error, "io_u error");
1786 }
1787
1788 void io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1789 {
1790         __io_u_log_error(td, io_u);
1791         if (td->parent)
1792                 __io_u_log_error(td->parent, io_u);
1793 }
1794
1795 static inline bool gtod_reduce(struct thread_data *td)
1796 {
1797         return (td->o.disable_clat && td->o.disable_slat && td->o.disable_bw)
1798                         || td->o.gtod_reduce;
1799 }
1800
1801 static void account_io_completion(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1802                                   struct io_completion_data *icd,
1803                                   const enum fio_ddir idx, unsigned int bytes)
1804 {
1805         const int no_reduce = !gtod_reduce(td);
1806         unsigned long long llnsec = 0;
1807
1808         if (td->parent)
1809                 td = td->parent;
1810
1811         if (!td->o.stats || td_ioengine_flagged(td, FIO_NOSTATS))
1812                 return;
1813
1814         if (no_reduce)
1815                 llnsec = ntime_since(&io_u->issue_time, &icd->time);
1816
1817         if (!td->o.disable_lat) {
1818                 unsigned long long tnsec;
1819
1820                 tnsec = ntime_since(&io_u->start_time, &icd->time);
1821                 add_lat_sample(td, idx, tnsec, bytes, io_u->offset);
1822
1823                 if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
1824                         struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
1825
1826                         if (ops->io_u_lat)
1827                                 icd->error = ops->io_u_lat(td, tnsec);
1828                 }
1829
1830                 if (td->o.max_latency && tnsec > td->o.max_latency)
1831                         lat_fatal(td, icd, tnsec, td->o.max_latency);
1832                 if (td->o.latency_target && tnsec > td->o.latency_target) {
1833                         if (lat_target_failed(td))
1834                                 lat_fatal(td, icd, tnsec, td->o.latency_target);
1835                 }
1836         }
1837
1838         if (ddir_rw(idx)) {
1839                 if (!td->o.disable_clat) {
1840                         add_clat_sample(td, idx, llnsec, bytes, io_u->offset);
1841                         io_u_mark_latency(td, llnsec);
1842                 }
1843
1844                 if (!td->o.disable_bw && per_unit_log(td->bw_log))
1845                         add_bw_sample(td, io_u, bytes, llnsec);
1846
1847                 if (no_reduce && per_unit_log(td->iops_log))
1848                         add_iops_sample(td, io_u, bytes);
1849         } else if (ddir_sync(idx) && !td->o.disable_clat)
1850                 add_sync_clat_sample(&td->ts, llnsec);
1851
1852         if (td->ts.nr_block_infos && io_u->ddir == DDIR_TRIM) {
1853                 uint32_t *info = io_u_block_info(td, io_u);
1854                 if (BLOCK_INFO_STATE(*info) < BLOCK_STATE_TRIM_FAILURE) {
1855                         if (io_u->ddir == DDIR_TRIM) {
1856                                 *info = BLOCK_INFO(BLOCK_STATE_TRIMMED,
1857                                                 BLOCK_INFO_TRIMS(*info) + 1);
1858                         } else if (io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
1859                                 *info = BLOCK_INFO_SET_STATE(BLOCK_STATE_WRITTEN,
1860                                                                 *info);
1861                         }
1862                 }
1863         }
1864 }
1865
1866 static void file_log_write_comp(const struct thread_data *td, struct fio_file *f,
1867                                 uint64_t offset, unsigned int bytes)
1868 {
1869         int idx;
1870
1871         if (!f)
1872                 return;
1873
1874         if (f->first_write == -1ULL || offset < f->first_write)
1875                 f->first_write = offset;
1876         if (f->last_write == -1ULL || ((offset + bytes) > f->last_write))
1877                 f->last_write = offset + bytes;
1878
1879         if (!f->last_write_comp)
1880                 return;
1881
1882         idx = f->last_write_idx++;
1883         f->last_write_comp[idx] = offset;
1884         if (f->last_write_idx == td->o.iodepth)
1885                 f->last_write_idx = 0;
1886 }
1887
1888 static bool should_account(struct thread_data *td)
1889 {
1890         return ramp_time_over(td) && (td->runstate == TD_RUNNING ||
1891                                            td->runstate == TD_VERIFYING);
1892 }
1893
1894 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u **io_u_ptr,
1895                          struct io_completion_data *icd)
1896 {
1897         struct io_u *io_u = *io_u_ptr;
1898         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
1899         struct fio_file *f = io_u->file;
1900
1901         dprint_io_u(io_u, "complete");
1902
1903         assert(io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT);
1904         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT | IO_U_F_BUSY_OK);
1905
1906         /*
1907          * Mark IO ok to verify
1908          */
1909         if (io_u->ipo) {
1910                 /*
1911                  * Remove errored entry from the verification list
1912                  */
1913                 if (io_u->error)
1914                         unlog_io_piece(td, io_u);
1915                 else {
1916                         io_u->ipo->flags &= ~IP_F_IN_FLIGHT;
1917                         write_barrier();
1918                 }
1919         }
1920
1921         if (ddir_sync(ddir)) {
1922                 td->last_was_sync = true;
1923                 if (f) {
1924                         f->first_write = -1ULL;
1925                         f->last_write = -1ULL;
1926                 }
1927                 if (should_account(td))
1928                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, io_u->buflen);
1929                 return;
1930         }
1931
1932         td->last_was_sync = false;
1933         td->last_ddir = ddir;
1934
1935         if (!io_u->error && ddir_rw(ddir)) {
1936                 unsigned long long bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
1937                 int ret;
1938
1939                 td->io_blocks[ddir]++;
1940                 td->io_bytes[ddir] += bytes;
1941
1942                 if (!(io_u->flags & IO_U_F_VER_LIST)) {
1943                         td->this_io_blocks[ddir]++;
1944                         td->this_io_bytes[ddir] += bytes;
1945                 }
1946
1947                 if (ddir == DDIR_WRITE)
1948                         file_log_write_comp(td, f, io_u->offset, bytes);
1949
1950                 if (should_account(td))
1951                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, bytes);
1952
1953                 icd->bytes_done[ddir] += bytes;
1954
1955                 if (io_u->end_io) {
1956                         ret = io_u->end_io(td, io_u_ptr);
1957                         io_u = *io_u_ptr;
1958                         if (ret && !icd->error)
1959                                 icd->error = ret;
1960                 }
1961         } else if (io_u->error) {
1962                 icd->error = io_u->error;
1963                 io_u_log_error(td, io_u);
1964         }
1965         if (icd->error) {
1966                 enum error_type_bit eb = td_error_type(ddir, icd->error);
1967
1968                 if (!td_non_fatal_error(td, eb, icd->error))
1969                         return;
1970
1971                 /*
1972                  * If there is a non_fatal error, then add to the error count
1973                  * and clear all the errors.
1974                  */
1975                 update_error_count(td, icd->error);
1976                 td_clear_error(td);
1977                 icd->error = 0;
1978                 if (io_u)
1979                         io_u->error = 0;
1980         }
1981 }
1982
1983 static void init_icd(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
1984                      int nr)
1985 {
1986         int ddir;
1987
1988         if (!gtod_reduce(td))
1989                 fio_gettime(&icd->time, NULL);
1990
1991         icd->nr = nr;
1992
1993         icd->error = 0;
1994         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
1995                 icd->bytes_done[ddir] = 0;
1996 }
1997
1998 static void ios_completed(struct thread_data *td,
1999                           struct io_completion_data *icd)
2000 {
2001         struct io_u *io_u;
2002         int i;
2003
2004         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
2005                 io_u = td->io_ops->event(td, i);
2006
2007                 io_completed(td, &io_u, icd);
2008
2009                 if (io_u)
2010                         put_io_u(td, io_u);
2011         }
2012 }
2013
2014 /*
2015  * Complete a single io_u for the sync engines.
2016  */
2017 int io_u_sync_complete(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2018 {
2019         struct io_completion_data icd;
2020         int ddir;
2021
2022         init_icd(td, &icd, 1);
2023         io_completed(td, &io_u, &icd);
2024
2025         if (io_u)
2026                 put_io_u(td, io_u);
2027
2028         if (icd.error) {
2029                 td_verror(td, icd.error, "io_u_sync_complete");
2030                 return -1;
2031         }
2032
2033         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2034                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2035
2036         return 0;
2037 }
2038
2039 /*
2040  * Called to complete min_events number of io for the async engines.
2041  */
2042 int io_u_queued_complete(struct thread_data *td, int min_evts)
2043 {
2044         struct io_completion_data icd;
2045         struct timespec *tvp = NULL;
2046         int ret, ddir;
2047         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0, };
2048
2049         dprint(FD_IO, "io_u_queued_complete: min=%d\n", min_evts);
2050
2051         if (!min_evts)
2052                 tvp = &ts;
2053         else if (min_evts > td->cur_depth)
2054                 min_evts = td->cur_depth;
2055
2056         /* No worries, td_io_getevents fixes min and max if they are
2057          * set incorrectly */
2058         ret = td_io_getevents(td, min_evts, td->o.iodepth_batch_complete_max, tvp);
2059         if (ret < 0) {
2060                 td_verror(td, -ret, "td_io_getevents");
2061                 return ret;
2062         } else if (!ret)
2063                 return ret;
2064
2065         init_icd(td, &icd, ret);
2066         ios_completed(td, &icd);
2067         if (icd.error) {
2068                 td_verror(td, icd.error, "io_u_queued_complete");
2069                 return -1;
2070         }
2071
2072         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2073                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2074
2075         return ret;
2076 }
2077
2078 /*
2079  * Call when io_u is really queued, to update the submission latency.
2080  */
2081 void io_u_queued(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2082 {
2083         if (!td->o.disable_slat && ramp_time_over(td) && td->o.stats) {
2084                 unsigned long slat_time;
2085
2086                 slat_time = ntime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time);
2087
2088                 if (td->parent)
2089                         td = td->parent;
2090
2091                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, slat_time, io_u->xfer_buflen,
2092                                 io_u->offset);
2093         }
2094 }
2095
2096 /*
2097  * See if we should reuse the last seed, if dedupe is enabled
2098  */
2099 static struct frand_state *get_buf_state(struct thread_data *td)
2100 {
2101         unsigned int v;
2102
2103         if (!td->o.dedupe_percentage)
2104                 return &td->buf_state;
2105         else if (td->o.dedupe_percentage == 100) {
2106                 frand_copy(&td->buf_state_prev, &td->buf_state);
2107                 return &td->buf_state;
2108         }
2109
2110         v = rand_between(&td->dedupe_state, 1, 100);
2111
2112         if (v <= td->o.dedupe_percentage)
2113                 return &td->buf_state_prev;
2114
2115         return &td->buf_state;
2116 }
2117
2118 static void save_buf_state(struct thread_data *td, struct frand_state *rs)
2119 {
2120         if (td->o.dedupe_percentage == 100)
2121                 frand_copy(rs, &td->buf_state_prev);
2122         else if (rs == &td->buf_state)
2123                 frand_copy(&td->buf_state_prev, rs);
2124 }
2125
2126 void fill_io_buffer(struct thread_data *td, void *buf, unsigned long long min_write,
2127                     unsigned long long max_bs)
2128 {
2129         struct thread_options *o = &td->o;
2130
2131         if (o->mem_type == MEM_CUDA_MALLOC)
2132                 return;
2133
2134         if (o->compress_percentage || o->dedupe_percentage) {
2135                 unsigned int perc = td->o.compress_percentage;
2136                 struct frand_state *rs;
2137                 unsigned long long left = max_bs;
2138                 unsigned long long this_write;
2139
2140                 do {
2141                         rs = get_buf_state(td);
2142
2143                         min_write = min(min_write, left);
2144
2145                         if (perc) {
2146                                 this_write = min_not_zero(min_write,
2147                                                         (unsigned long long) td->o.compress_chunk);
2148
2149                                 fill_random_buf_percentage(rs, buf, perc,
2150                                         this_write, this_write,
2151                                         o->buffer_pattern,
2152                                         o->buffer_pattern_bytes);
2153                         } else {
2154                                 fill_random_buf(rs, buf, min_write);
2155                                 this_write = min_write;
2156                         }
2157
2158                         buf += this_write;
2159                         left -= this_write;
2160                         save_buf_state(td, rs);
2161                 } while (left);
2162         } else if (o->buffer_pattern_bytes)
2163                 fill_buffer_pattern(td, buf, max_bs);
2164         else if (o->zero_buffers)
2165                 memset(buf, 0, max_bs);
2166         else
2167                 fill_random_buf(get_buf_state(td), buf, max_bs);
2168 }
2169
2170 /*
2171  * "randomly" fill the buffer contents
2172  */
2173 void io_u_fill_buffer(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
2174                       unsigned long long min_write, unsigned long long max_bs)
2175 {
2176         io_u->buf_filled_len = 0;
2177         fill_io_buffer(td, io_u->buf, min_write, max_bs);
2178 }
2179
2180 static int do_sync_file_range(const struct thread_data *td,
2181                               struct fio_file *f)
2182 {
2183         off64_t offset, nbytes;
2184
2185         offset = f->first_write;
2186         nbytes = f->last_write - f->first_write;
2187
2188         if (!nbytes)
2189                 return 0;
2190
2191         return sync_file_range(f->fd, offset, nbytes, td->o.sync_file_range);
2192 }
2193
2194 int do_io_u_sync(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2195 {
2196         int ret;
2197
2198         if (io_u->ddir == DDIR_SYNC) {
2199                 ret = fsync(io_u->file->fd);
2200         } else if (io_u->ddir == DDIR_DATASYNC) {
2201 #ifdef CONFIG_FDATASYNC
2202                 ret = fdatasync(io_u->file->fd);
2203 #else
2204                 ret = io_u->xfer_buflen;
2205                 io_u->error = EINVAL;
2206 #endif
2207         } else if (io_u->ddir == DDIR_SYNC_FILE_RANGE)
2208                 ret = do_sync_file_range(td, io_u->file);
2209         else {
2210                 ret = io_u->xfer_buflen;
2211                 io_u->error = EINVAL;
2212         }
2213
2214         if (ret < 0)
2215                 io_u->error = errno;
2216
2217         return ret;
2218 }
2219
2220 int do_io_u_trim(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2221 {
2222 #ifndef FIO_HAVE_TRIM
2223         io_u->error = EINVAL;
2224         return 0;
2225 #else
2226         struct fio_file *f = io_u->file;
2227         int ret;
2228
2229         ret = os_trim(f, io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
2230         if (!ret)
2231                 return io_u->xfer_buflen;
2232
2233         io_u->error = ret;
2234         return 0;
2235 #endif
2236 }