io_u.c

   1 #include <unistd.h>
   2 #include <fcntl.h>
   3 #include <string.h>
   4 #include <signal.h>
   5 #include <time.h>
   6 #include <assert.h>
   7
   8 #include "fio.h"
   9 #include "hash.h"
  10
  11 /*
  12  * Change this define to play with the timeout handling
  13  */
  14 #undef FIO_USE_TIMEOUT
  15
  16 struct io_completion_data {
  17         int nr;                         /* input */
  18
  19         int error;                      /* output */
  20         unsigned long bytes_done[2];    /* output */
  21         struct timeval time;            /* output */
  22 };
  23
  24 /*
  25  * The ->file_map[] contains a map of blocks we have or have not done io
  26  * to yet. Used to make sure we cover the entire range in a fair fashion.
  27  */
  28 static int random_map_free(struct fio_file *f, const unsigned long long block)
  29 {
  30         unsigned int idx = RAND_MAP_IDX(f, block);
  31         unsigned int bit = RAND_MAP_BIT(f, block);
  32
  33         dprint(FD_RANDOM, "free: b=%llu, idx=%u, bit=%u\n", block, idx, bit);
  34
  35         return (f->file_map[idx] & (1 << bit)) == 0;
  36 }
  37
  38 /*
  39  * Mark a given offset as used in the map.
  40  */
  41 static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
  42 {
  43         unsigned int min_bs = td->o.rw_min_bs;
  44         struct fio_file *f = io_u->file;
  45         unsigned long long block;
  46         unsigned int blocks, nr_blocks;
  47
  48         block = (io_u->offset - f->file_offset) / (unsigned long long) min_bs;
  49         nr_blocks = (io_u->buflen + min_bs - 1) / min_bs;
  50         blocks = 0;
  51
  52         while (nr_blocks) {
  53                 unsigned int this_blocks, mask;
  54                 unsigned int idx, bit;
  55
  56                 /*
  57                  * If we have a mixed random workload, we may
  58                  * encounter blocks we already did IO to.
  59                  */
  60                 if ((td->o.ddir_nr == 1) && !random_map_free(f, block)) {
  61                         if (!blocks)
  62                                 blocks = 1;
  63                         break;
  64                 }
  65
  66                 idx = RAND_MAP_IDX(f, block);
  67                 bit = RAND_MAP_BIT(f, block);
  68
  69                 fio_assert(td, idx < f->num_maps);
  70
  71                 this_blocks = nr_blocks;
  72                 if (this_blocks + bit > BLOCKS_PER_MAP)
  73                         this_blocks = BLOCKS_PER_MAP - bit;
  74
  75                 if (this_blocks == BLOCKS_PER_MAP)
  76                         mask = -1U;
  77                 else
  78                         mask = ((1U << this_blocks) - 1) << bit;
  79
  80                 f->file_map[idx] |= mask;
  81                 nr_blocks -= this_blocks;
  82                 blocks += this_blocks;
  83                 block += this_blocks;
  84         }
  85
  86         if ((blocks * min_bs) < io_u->buflen)
  87                 io_u->buflen = blocks * min_bs;
  88 }
  89
  90 static unsigned long long last_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  91                                      enum fio_ddir ddir)
  92 {
  93         unsigned long long max_blocks;
  94         unsigned long long max_size;
  95
  96         /*
  97          * Hmm, should we make sure that ->io_size <= ->real_file_size?
  98          */
  99         max_size = f->io_size;
 100         if (max_size > f->real_file_size)
 101                 max_size = f->real_file_size;
 102
 103         max_blocks = max_size / (unsigned long long) td->o.min_bs[ddir];
 104         if (!max_blocks)
 105                 return 0;
 106
 107         return max_blocks;
 108 }
 109
 110 /*
 111  * Return the next free block in the map.
 112  */
 113 static int get_next_free_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 114                                enum fio_ddir ddir, unsigned long long *b)
 115 {
 116         unsigned long long min_bs = td->o.rw_min_bs;
 117         int i;
 118
 119         i = f->last_free_lookup;
 120         *b = (i * BLOCKS_PER_MAP);
 121         while ((*b) * min_bs < f->real_file_size) {
 122                 if (f->file_map[i] != (unsigned int) -1) {
 123                         *b += ffz(f->file_map[i]);
 124                         if (*b > last_block(td, f, ddir))
 125                                 break;
 126                         f->last_free_lookup = i;
 127                         return 0;
 128                 }
 129
 130                 *b += BLOCKS_PER_MAP;
 131                 i++;
 132         }
 133
 134         dprint(FD_IO, "failed finding a free block\n");
 135         return 1;
 136 }
 137
 138 static int get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 139                                 enum fio_ddir ddir, unsigned long long *b)
 140 {
 141         unsigned long long r;
 142         int loops = 5;
 143
 144         do {
 145                 r = os_random_long(&td->random_state);
 146                 dprint(FD_RANDOM, "off rand %llu\n", r);
 147                 *b = (last_block(td, f, ddir) - 1)
 148                         * (r / ((unsigned long long) OS_RAND_MAX + 1.0));
 149
 150                 /*
 151                  * if we are not maintaining a random map, we are done.
 152                  */
 153                 if (!file_randommap(td, f))
 154                         return 0;
 155
 156                 /*
 157                  * calculate map offset and check if it's free
 158                  */
 159                 if (random_map_free(f, *b))
 160                         return 0;
 161
 162                 dprint(FD_RANDOM, "get_next_rand_offset: offset %llu busy\n",
 163                                                                         *b);
 164         } while (--loops);
 165
 166         /*
 167          * we get here, if we didn't suceed in looking up a block. generate
 168          * a random start offset into the filemap, and find the first free
 169          * block from there.
 170          */
 171         loops = 10;
 172         do {
 173                 f->last_free_lookup = (f->num_maps - 1) *
 174                                         (r / (OS_RAND_MAX + 1.0));
 175                 if (!get_next_free_block(td, f, ddir, b))
 176                         return 0;
 177
 178                 r = os_random_long(&td->random_state);
 179         } while (--loops);
 180
 181         /*
 182          * that didn't work either, try exhaustive search from the start
 183          */
 184         f->last_free_lookup = 0;
 185         return get_next_free_block(td, f, ddir, b);
 186 }
 187
 188 /*
 189  * For random io, generate a random new block and see if it's used. Repeat
 190  * until we find a free one. For sequential io, just return the end of
 191  * the last io issued.
 192  */
 193 static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 194 {
 195         struct fio_file *f = io_u->file;
 196         unsigned long long b;
 197         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
 198
 199         if (td_random(td) && (td->o.ddir_nr && !--td->ddir_nr)) {
 200                 td->ddir_nr = td->o.ddir_nr;
 201
 202                 if (get_next_rand_offset(td, f, ddir, &b))
 203                         return 1;
 204         } else {
 205                 if (f->last_pos >= f->real_file_size) {
 206                         if (!td_random(td) ||
 207                              get_next_rand_offset(td, f, ddir, &b))
 208                                 return 1;
 209                 } else
 210                         b = (f->last_pos - f->file_offset) / td->o.min_bs[ddir];
 211         }
 212
 213         io_u->offset = b * td->o.min_bs[ddir];
 214         if (io_u->offset >= f->io_size) {
 215                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= io_size %llu\n",
 216                                         io_u->offset, f->io_size);
 217                 return 1;
 218         }
 219
 220         io_u->offset += f->file_offset;
 221         if (io_u->offset >= f->real_file_size) {
 222                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= size %llu\n",
 223                                         io_u->offset, f->real_file_size);
 224                 return 1;
 225         }
 226
 227         return 0;
 228 }
 229
 230 static inline int is_power_of_2(unsigned int val)
 231 {
 232         return (val != 0 && ((val & (val - 1)) == 0));
 233 }
 234
 235 static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 236 {
 237         const int ddir = io_u->ddir;
 238         unsigned int uninitialized_var(buflen);
 239         unsigned int minbs, maxbs;
 240         long r;
 241
 242         minbs = td->o.min_bs[ddir];
 243         maxbs = td->o.max_bs[ddir];
 244
 245         if (minbs == maxbs)
 246                 buflen = minbs;
 247         else {
 248                 r = os_random_long(&td->bsrange_state);
 249                 if (!td->o.bssplit_nr) {
 250                         buflen = 1 + (unsigned int) ((double) maxbs *
 251                                         (r / (OS_RAND_MAX + 1.0)));
 252                         if (buflen < minbs)
 253                                 buflen = minbs;
 254                 } else {
 255                         long perc = 0;
 256                         unsigned int i;
 257
 258                         for (i = 0; i < td->o.bssplit_nr; i++) {
 259                                 struct bssplit *bsp = &td->o.bssplit[i];
 260
 261                                 buflen = bsp->bs;
 262                                 perc += bsp->perc;
 263                                 if (r <= ((OS_RAND_MAX / 100L) * perc))
 264                                         break;
 265                         }
 266                 }
 267                 if (!td->o.bs_unaligned && is_power_of_2(minbs))
 268                         buflen = (buflen + minbs - 1) & ~(minbs - 1);
 269         }
 270
 271         if (io_u->offset + buflen > io_u->file->real_file_size) {
 272                 dprint(FD_IO, "lower buflen %u -> %u (ddir=%d)\n", buflen,
 273                                                 minbs, ddir);
 274                 buflen = minbs;
 275         }
 276
 277         return buflen;
 278 }
 279
 280 static void set_rwmix_bytes(struct thread_data *td)
 281 {
 282         unsigned int diff;
 283
 284         /*
 285          * we do time or byte based switch. this is needed because
 286          * buffered writes may issue a lot quicker than they complete,
 287          * whereas reads do not.
 288          */
 289         diff = td->o.rwmix[td->rwmix_ddir ^ 1];
 290         td->rwmix_issues = (td->io_issues[td->rwmix_ddir] * diff) / 100;
 291 }
 292
 293 static inline enum fio_ddir get_rand_ddir(struct thread_data *td)
 294 {
 295         unsigned int v;
 296         long r;
 297
 298         r = os_random_long(&td->rwmix_state);
 299         v = 1 + (int) (100.0 * (r / (OS_RAND_MAX + 1.0)));
 300         if (v <= td->o.rwmix[DDIR_READ])
 301                 return DDIR_READ;
 302
 303         return DDIR_WRITE;
 304 }
 305
 306 /*
 307  * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
 308  * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
 309  * necessary.
 310  */
 311 static enum fio_ddir get_rw_ddir(struct thread_data *td)
 312 {
 313         if (td_rw(td)) {
 314                 /*
 315                  * Check if it's time to seed a new data direction.
 316                  */
 317                 if (td->io_issues[td->rwmix_ddir] >= td->rwmix_issues) {
 318                         unsigned long long max_bytes;
 319                         enum fio_ddir ddir;
 320
 321                         /*
 322                          * Put a top limit on how many bytes we do for
 323                          * one data direction, to avoid overflowing the
 324                          * ranges too much
 325                          */
 326                         ddir = get_rand_ddir(td);
 327                         max_bytes = td->this_io_bytes[ddir];
 328                         if (max_bytes >=
 329                             (td->o.size * td->o.rwmix[ddir] / 100)) {
 330                                 if (!td->rw_end_set[ddir]) {
 331                                         td->rw_end_set[ddir] = 1;
 332                                         fio_gettime(&td->rw_end[ddir], NULL);
 333                                 }
 334
 335                                 ddir ^= 1;
 336                         }
 337
 338                         if (ddir != td->rwmix_ddir)
 339                                 set_rwmix_bytes(td);
 340
 341                         td->rwmix_ddir = ddir;
 342                 }
 343                 return td->rwmix_ddir;
 344         } else if (td_read(td))
 345                 return DDIR_READ;
 346         else
 347                 return DDIR_WRITE;
 348 }
 349
 350 static void put_file_log(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 351 {
 352         int ret = put_file(td, f);
 353
 354         if (ret)
 355                 td_verror(td, ret, "file close");
 356 }
 357
 358 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 359 {
 360         assert((io_u->flags & IO_U_F_FREE) == 0);
 361         io_u->flags |= IO_U_F_FREE;
 362
 363         if (io_u->file)
 364                 put_file_log(td, io_u->file);
 365
 366         io_u->file = NULL;
 367         flist_del(&io_u->list);
 368         flist_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
 369         td->cur_depth--;
 370 }
 371
 372 void requeue_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 373 {
 374         struct io_u *__io_u = *io_u;
 375
 376         dprint(FD_IO, "requeue %p\n", __io_u);
 377
 378         __io_u->flags |= IO_U_F_FREE;
 379         if ((__io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT) && (__io_u->ddir != DDIR_SYNC))
 380                 td->io_issues[__io_u->ddir]--;
 381
 382         __io_u->flags &= ~IO_U_F_FLIGHT;
 383
 384         flist_del(&__io_u->list);
 385         flist_add_tail(&__io_u->list, &td->io_u_requeues);
 386         td->cur_depth--;
 387         *io_u = NULL;
 388 }
 389
 390 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 391 {
 392         if (td->io_ops->flags & FIO_NOIO)
 393                 goto out;
 394
 395         /*
 396          * see if it's time to sync
 397          */
 398         if (td->o.fsync_blocks &&
 399            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fsync_blocks) &&
 400              td->io_issues[DDIR_WRITE] && should_fsync(td)) {
 401                 io_u->ddir = DDIR_SYNC;
 402                 goto out;
 403         }
 404
 405         io_u->ddir = get_rw_ddir(td);
 406
 407         /*
 408          * See if it's time to switch to a new zone
 409          */
 410         if (td->zone_bytes >= td->o.zone_size) {
 411                 td->zone_bytes = 0;
 412                 io_u->file->last_pos += td->o.zone_skip;
 413                 td->io_skip_bytes += td->o.zone_skip;
 414         }
 415
 416         /*
 417          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next buflen and
 418          * position.
 419          */
 420         if (get_next_offset(td, io_u)) {
 421                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting offset\n", io_u);
 422                 return 1;
 423         }
 424
 425         io_u->buflen = get_next_buflen(td, io_u);
 426         if (!io_u->buflen) {
 427                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting buflen\n", io_u);
 428                 return 1;
 429         }
 430
 431         if (io_u->offset + io_u->buflen > io_u->file->real_file_size) {
 432                 dprint(FD_IO, "io_u %p, offset too large\n", io_u);
 433                 dprint(FD_IO, "  off=%llu/%lu > %llu\n", io_u->offset,
 434                                 io_u->buflen, io_u->file->real_file_size);
 435                 return 1;
 436         }
 437
 438         /*
 439          * mark entry before potentially trimming io_u
 440          */
 441         if (td_random(td) && file_randommap(td, io_u->file))
 442                 mark_random_map(td, io_u);
 443
 444         /*
 445          * If using a write iolog, store this entry.
 446          */
 447 out:
 448         dprint_io_u(io_u, "fill_io_u");
 449         td->zone_bytes += io_u->buflen;
 450         log_io_u(td, io_u);
 451         return 0;
 452 }
 453
 454 static void __io_u_mark_map(unsigned int *map, unsigned int nr)
 455 {
 456         int index = 0;
 457
 458         switch (nr) {
 459         default:
 460                 index = 6;
 461                 break;
 462         case 33 ... 64:
 463                 index = 5;
 464                 break;
 465         case 17 ... 32:
 466                 index = 4;
 467                 break;
 468         case 9 ... 16:
 469                 index = 3;
 470                 break;
 471         case 5 ... 8:
 472                 index = 2;
 473                 break;
 474         case 1 ... 4:
 475                 index = 1;
 476         case 0:
 477                 break;
 478         }
 479
 480         map[index]++;
 481 }
 482
 483 void io_u_mark_submit(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 484 {
 485         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_submit, nr);
 486         td->ts.total_submit++;
 487 }
 488
 489 void io_u_mark_complete(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 490 {
 491         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_complete, nr);
 492         td->ts.total_complete++;
 493 }
 494
 495 void io_u_mark_depth(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 496 {
 497         int index = 0;
 498
 499         switch (td->cur_depth) {
 500         default:
 501                 index = 6;
 502                 break;
 503         case 32 ... 63:
 504                 index = 5;
 505                 break;
 506         case 16 ... 31:
 507                 index = 4;
 508                 break;
 509         case 8 ... 15:
 510                 index = 3;
 511                 break;
 512         case 4 ... 7:
 513                 index = 2;
 514                 break;
 515         case 2 ... 3:
 516                 index = 1;
 517         case 1:
 518                 break;
 519         }
 520
 521         td->ts.io_u_map[index] += nr;
 522 }
 523
 524 static void io_u_mark_lat_usec(struct thread_data *td, unsigned long usec)
 525 {
 526         int index = 0;
 527
 528         assert(usec < 1000);
 529
 530         switch (usec) {
 531         case 750 ... 999:
 532                 index = 9;
 533                 break;
 534         case 500 ... 749:
 535                 index = 8;
 536                 break;
 537         case 250 ... 499:
 538                 index = 7;
 539                 break;
 540         case 100 ... 249:
 541                 index = 6;
 542                 break;
 543         case 50 ... 99:
 544                 index = 5;
 545                 break;
 546         case 20 ... 49:
 547                 index = 4;
 548                 break;
 549         case 10 ... 19:
 550                 index = 3;
 551                 break;
 552         case 4 ... 9:
 553                 index = 2;
 554                 break;
 555         case 2 ... 3:
 556                 index = 1;
 557         case 0 ... 1:
 558                 break;
 559         }
 560
 561         assert(index < FIO_IO_U_LAT_U_NR);
 562         td->ts.io_u_lat_u[index]++;
 563 }
 564
 565 static void io_u_mark_lat_msec(struct thread_data *td, unsigned long msec)
 566 {
 567         int index = 0;
 568
 569         switch (msec) {
 570         default:
 571                 index = 11;
 572                 break;
 573         case 1000 ... 1999:
 574                 index = 10;
 575                 break;
 576         case 750 ... 999:
 577                 index = 9;
 578                 break;
 579         case 500 ... 749:
 580                 index = 8;
 581                 break;
 582         case 250 ... 499:
 583                 index = 7;
 584                 break;
 585         case 100 ... 249:
 586                 index = 6;
 587                 break;
 588         case 50 ... 99:
 589                 index = 5;
 590                 break;
 591         case 20 ... 49:
 592                 index = 4;
 593                 break;
 594         case 10 ... 19:
 595                 index = 3;
 596                 break;
 597         case 4 ... 9:
 598                 index = 2;
 599                 break;
 600         case 2 ... 3:
 601                 index = 1;
 602         case 0 ... 1:
 603                 break;
 604         }
 605
 606         assert(index < FIO_IO_U_LAT_M_NR);
 607         td->ts.io_u_lat_m[index]++;
 608 }
 609
 610 static void io_u_mark_latency(struct thread_data *td, unsigned long usec)
 611 {
 612         if (usec < 1000)
 613                 io_u_mark_lat_usec(td, usec);
 614         else
 615                 io_u_mark_lat_msec(td, usec / 1000);
 616 }
 617
 618 /*
 619  * Get next file to service by choosing one at random
 620  */
 621 static struct fio_file *get_next_file_rand(struct thread_data *td, int goodf,
 622                                            int badf)
 623 {
 624         struct fio_file *f;
 625         int fno;
 626
 627         do {
 628                 long r = os_random_long(&td->next_file_state);
 629
 630                 fno = (unsigned int) ((double) td->o.nr_files
 631                         * (r / (OS_RAND_MAX + 1.0)));
 632                 f = td->files[fno];
 633                 if (f->flags & FIO_FILE_DONE)
 634                         continue;
 635
 636                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf)) {
 637                         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rand: %p\n", f);
 638                         return f;
 639                 }
 640         } while (1);
 641 }
 642
 643 /*
 644  * Get next file to service by doing round robin between all available ones
 645  */
 646 static struct fio_file *get_next_file_rr(struct thread_data *td, int goodf,
 647                                          int badf)
 648 {
 649         unsigned int old_next_file = td->next_file;
 650         struct fio_file *f;
 651
 652         do {
 653                 f = td->files[td->next_file];
 654
 655                 td->next_file++;
 656                 if (td->next_file >= td->o.nr_files)
 657                         td->next_file = 0;
 658
 659                 if (f->flags & FIO_FILE_DONE) {
 660                         f = NULL;
 661                         continue;
 662                 }
 663
 664                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf))
 665                         break;
 666
 667                 f = NULL;
 668         } while (td->next_file != old_next_file);
 669
 670         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rr: %p\n", f);
 671         return f;
 672 }
 673
 674 static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
 675 {
 676         struct fio_file *f;
 677
 678         assert(td->o.nr_files <= td->files_index);
 679
 680         if (!td->nr_open_files || td->nr_done_files >= td->o.nr_files) {
 681                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: nr_open=%d, nr_done=%d,"
 682                                 " nr_files=%d\n", td->nr_open_files,
 683                                                   td->nr_done_files,
 684                                                   td->o.nr_files);
 685                 return NULL;
 686         }
 687
 688         f = td->file_service_file;
 689         if (f && (f->flags & FIO_FILE_OPEN) && td->file_service_left--)
 690                 goto out;
 691
 692         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RR)
 693                 f = get_next_file_rr(td, FIO_FILE_OPEN, FIO_FILE_CLOSING);
 694         else
 695                 f = get_next_file_rand(td, FIO_FILE_OPEN, FIO_FILE_CLOSING);
 696
 697         td->file_service_file = f;
 698         td->file_service_left = td->file_service_nr - 1;
 699 out:
 700         dprint(FD_FILE, "get_next_file: %p\n", f);
 701         return f;
 702 }
 703
 704 static struct fio_file *find_next_new_file(struct thread_data *td)
 705 {
 706         struct fio_file *f;
 707
 708         if (!td->nr_open_files || td->nr_done_files >= td->o.nr_files)
 709                 return NULL;
 710
 711         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RR)
 712                 f = get_next_file_rr(td, 0, FIO_FILE_OPEN);
 713         else
 714                 f = get_next_file_rand(td, 0, FIO_FILE_OPEN);
 715
 716         return f;
 717 }
 718
 719 static int set_io_u_file(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 720 {
 721         struct fio_file *f;
 722
 723         do {
 724                 f = get_next_file(td);
 725                 if (!f)
 726                         return 1;
 727
 728 set_file:
 729                 io_u->file = f;
 730                 get_file(f);
 731
 732                 if (!fill_io_u(td, io_u))
 733                         break;
 734
 735                 /*
 736                  * optimization to prevent close/open of the same file. This
 737                  * way we preserve queueing etc.
 738                  */
 739                 if (td->o.nr_files == 1 && td->o.time_based) {
 740                         put_file_log(td, f);
 741                         fio_file_reset(f);
 742                         goto set_file;
 743                 }
 744
 745                 /*
 746                  * td_io_close() does a put_file() as well, so no need to
 747                  * do that here.
 748                  */
 749                 io_u->file = NULL;
 750                 td_io_close_file(td, f);
 751                 f->flags |= FIO_FILE_DONE;
 752                 td->nr_done_files++;
 753
 754                 /*
 755                  * probably not the right place to do this, but see
 756                  * if we need to open a new file
 757                  */
 758                 if (td->nr_open_files < td->o.open_files &&
 759                     td->o.open_files != td->o.nr_files) {
 760                         f = find_next_new_file(td);
 761
 762                         if (!f || td_io_open_file(td, f))
 763                                 return 1;
 764
 765                         goto set_file;
 766                 }
 767         } while (1);
 768
 769         return 0;
 770 }
 771
 772
 773 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
 774 {
 775         struct io_u *io_u = NULL;
 776
 777         if (!flist_empty(&td->io_u_requeues))
 778                 io_u = flist_entry(td->io_u_requeues.next, struct io_u, list);
 779         else if (!queue_full(td)) {
 780                 io_u = flist_entry(td->io_u_freelist.next, struct io_u, list);
 781
 782                 io_u->buflen = 0;
 783                 io_u->resid = 0;
 784                 io_u->file = NULL;
 785                 io_u->end_io = NULL;
 786         }
 787
 788         if (io_u) {
 789                 assert(io_u->flags & IO_U_F_FREE);
 790                 io_u->flags &= ~IO_U_F_FREE;
 791
 792                 io_u->error = 0;
 793                 flist_del(&io_u->list);
 794                 flist_add(&io_u->list, &td->io_u_busylist);
 795                 td->cur_depth++;
 796         }
 797
 798         return io_u;
 799 }
 800
 801 /*
 802  * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
 803  * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped and submitted.
 804  */
 805 struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
 806 {
 807         struct fio_file *f;
 808         struct io_u *io_u;
 809
 810         io_u = __get_io_u(td);
 811         if (!io_u) {
 812                 dprint(FD_IO, "__get_io_u failed\n");
 813                 return NULL;
 814         }
 815
 816         /*
 817          * from a requeue, io_u already setup
 818          */
 819         if (io_u->file)
 820                 goto out;
 821
 822         /*
 823          * If using an iolog, grab next piece if any available.
 824          */
 825         if (td->o.read_iolog_file) {
 826                 if (read_iolog_get(td, io_u))
 827                         goto err_put;
 828         } else if (set_io_u_file(td, io_u)) {
 829                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
 830                 goto err_put;
 831         }
 832
 833         f = io_u->file;
 834         assert(f->flags & FIO_FILE_OPEN);
 835
 836         if (io_u->ddir != DDIR_SYNC) {
 837                 if (!io_u->buflen && !(td->io_ops->flags & FIO_NOIO)) {
 838                         dprint(FD_IO, "get_io_u: zero buflen on %p\n", io_u);
 839                         goto err_put;
 840                 }
 841
 842                 f->last_pos = io_u->offset + io_u->buflen;
 843
 844                 if (td->o.verify != VERIFY_NONE)
 845                         populate_verify_io_u(td, io_u);
 846                 else if (td->o.refill_buffers && io_u->ddir == DDIR_WRITE)
 847                         io_u_fill_buffer(td, io_u, io_u->xfer_buflen);
 848         }
 849
 850         /*
 851          * Set io data pointers.
 852          */
 853         io_u->endpos = io_u->offset + io_u->buflen;
 854         io_u->xfer_buf = io_u->buf;
 855         io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
 856
 857 out:
 858         if (!td_io_prep(td, io_u)) {
 859                 fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
 860                 return io_u;
 861         }
 862 err_put:
 863         dprint(FD_IO, "get_io_u failed\n");
 864         put_io_u(td, io_u);
 865         return NULL;
 866 }
 867
 868 void io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 869 {
 870         const char *msg[] = { "read", "write", "sync" };
 871
 872         log_err("fio: io_u error");
 873
 874         if (io_u->file)
 875                 log_err(" on file %s", io_u->file->file_name);
 876
 877         log_err(": %s\n", strerror(io_u->error));
 878
 879         log_err("     %s offset=%llu, buflen=%lu\n", msg[io_u->ddir],
 880                                         io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
 881
 882         if (!td->error)
 883                 td_verror(td, io_u->error, "io_u error");
 884 }
 885
 886 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 887                          struct io_completion_data *icd)
 888 {
 889         unsigned long usec;
 890
 891         dprint_io_u(io_u, "io complete");
 892
 893         assert(io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT);
 894         io_u->flags &= ~IO_U_F_FLIGHT;
 895
 896         if (io_u->ddir == DDIR_SYNC) {
 897                 td->last_was_sync = 1;
 898                 return;
 899         }
 900
 901         td->last_was_sync = 0;
 902
 903         if (!io_u->error) {
 904                 unsigned int bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
 905                 const enum fio_ddir idx = io_u->ddir;
 906                 int ret;
 907
 908                 td->io_blocks[idx]++;
 909                 td->io_bytes[idx] += bytes;
 910                 td->this_io_bytes[idx] += bytes;
 911
 912                 if (ramp_time_over(td)) {
 913                         usec = utime_since(&io_u->issue_time, &icd->time);
 914
 915                         add_clat_sample(td, idx, usec);
 916                         add_bw_sample(td, idx, &icd->time);
 917                         io_u_mark_latency(td, usec);
 918                 }
 919
 920                 if (td_write(td) && idx == DDIR_WRITE &&
 921                     td->o.do_verify &&
 922                     td->o.verify != VERIFY_NONE)
 923                         log_io_piece(td, io_u);
 924
 925                 icd->bytes_done[idx] += bytes;
 926
 927                 if (io_u->end_io) {
 928                         ret = io_u->end_io(td, io_u);
 929                         if (ret && !icd->error)
 930                                 icd->error = ret;
 931                 }
 932         } else {
 933                 icd->error = io_u->error;
 934                 io_u_log_error(td, io_u);
 935         }
 936 }
 937
 938 static void init_icd(struct io_completion_data *icd, int nr)
 939 {
 940         fio_gettime(&icd->time, NULL);
 941
 942         icd->nr = nr;
 943
 944         icd->error = 0;
 945         icd->bytes_done[0] = icd->bytes_done[1] = 0;
 946 }
 947
 948 static void ios_completed(struct thread_data *td,
 949                           struct io_completion_data *icd)
 950 {
 951         struct io_u *io_u;
 952         int i;
 953
 954         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
 955                 io_u = td->io_ops->event(td, i);
 956
 957                 io_completed(td, io_u, icd);
 958                 put_io_u(td, io_u);
 959         }
 960 }
 961
 962 /*
 963  * Complete a single io_u for the sync engines.
 964  */
 965 long io_u_sync_complete(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 966 {
 967         struct io_completion_data icd;
 968
 969         init_icd(&icd, 1);
 970         io_completed(td, io_u, &icd);
 971         put_io_u(td, io_u);
 972
 973         if (!icd.error)
 974                 return icd.bytes_done[0] + icd.bytes_done[1];
 975
 976         td_verror(td, icd.error, "io_u_sync_complete");
 977         return -1;
 978 }
 979
 980 /*
 981  * Called to complete min_events number of io for the async engines.
 982  */
 983 long io_u_queued_complete(struct thread_data *td, int min_evts)
 984 {
 985         struct io_completion_data icd;
 986         struct timespec *tvp = NULL;
 987         int ret;
 988         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0, };
 989
 990         dprint(FD_IO, "io_u_queued_completed: min=%d\n", min_evts);
 991
 992         if (!min_evts)
 993                 tvp = &ts;
 994
 995         ret = td_io_getevents(td, min_evts, td->o.iodepth_batch_complete, tvp);
 996         if (ret < 0) {
 997                 td_verror(td, -ret, "td_io_getevents");
 998                 return ret;
 999         } else if (!ret)
1000                 return ret;
1001
1002         init_icd(&icd, ret);
1003         ios_completed(td, &icd);
1004         if (!icd.error)
1005                 return icd.bytes_done[0] + icd.bytes_done[1];
1006
1007         td_verror(td, icd.error, "io_u_queued_complete");
1008         return -1;
1009 }
1010
1011 /*
1012  * Call when io_u is really queued, to update the submission latency.
1013  */
1014 void io_u_queued(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1015 {
1016         unsigned long slat_time;
1017
1018         slat_time = utime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time);
1019         add_slat_sample(td, io_u->ddir, slat_time);
1020 }
1021
1022 /*
1023  * "randomly" fill the buffer contents
1024  */
1025 void io_u_fill_buffer(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1026                       unsigned int max_bs)
1027 {
1028         long *ptr = io_u->buf;
1029
1030         if (!td->o.zero_buffers) {
1031                 while ((void *) ptr - io_u->buf < max_bs) {
1032                         *ptr = rand() * GOLDEN_RATIO_PRIME;
1033                         ptr++;
1034                 }
1035         } else
1036                 memset(ptr, 0, max_bs);
1037 }
1038
1039 #ifdef FIO_USE_TIMEOUT
1040 void io_u_set_timeout(struct thread_data *td)
1041 {
1042         assert(td->cur_depth);
1043
1044         td->timer.it_interval.tv_sec = 0;
1045         td->timer.it_interval.tv_usec = 0;
1046         td->timer.it_value.tv_sec = IO_U_TIMEOUT + IO_U_TIMEOUT_INC;
1047         td->timer.it_value.tv_usec = 0;
1048         setitimer(ITIMER_REAL, &td->timer, NULL);
1049         fio_gettime(&td->timeout_end, NULL);
1050 }
1051
1052 static void io_u_dump(struct io_u *io_u)
1053 {
1054         unsigned long t_start = mtime_since_now(&io_u->start_time);
1055         unsigned long t_issue = mtime_since_now(&io_u->issue_time);
1056
1057         log_err("io_u=%p, t_start=%lu, t_issue=%lu\n", io_u, t_start, t_issue);
1058         log_err("  buf=%p/%p, len=%lu/%lu, offset=%llu\n", io_u->buf,
1059                                                 io_u->xfer_buf, io_u->buflen,
1060                                                 io_u->xfer_buflen,
1061                                                 io_u->offset);
1062         log_err("  ddir=%d, fname=%s\n", io_u->ddir, io_u->file->file_name);
1063 }
1064 #else
1065 void io_u_set_timeout(struct thread_data fio_unused *td)
1066 {
1067 }
1068 #endif
1069
1070 #ifdef FIO_USE_TIMEOUT
1071 static void io_u_timeout_handler(int fio_unused sig)
1072 {
1073         struct thread_data *td, *__td;
1074         pid_t pid = getpid();
1075         struct flist_head *entry;
1076         struct io_u *io_u;
1077         int i;
1078
1079         log_err("fio: io_u timeout\n");
1080
1081         /*
1082          * TLS would be nice...
1083          */
1084         td = NULL;
1085         for_each_td(__td, i) {
1086                 if (__td->pid == pid) {
1087                         td = __td;
1088                         break;
1089                 }
1090         }
1091
1092         if (!td) {
1093                 log_err("fio: io_u timeout, can't find job\n");
1094                 exit(1);
1095         }
1096
1097         if (!td->cur_depth) {
1098                 log_err("fio: timeout without pending work?\n");
1099                 return;
1100         }
1101
1102         log_err("fio: io_u timeout: job=%s, pid=%d\n", td->o.name, td->pid);
1103
1104         flist_for_each(entry, &td->io_u_busylist) {
1105                 io_u = flist_entry(entry, struct io_u, list);
1106
1107                 io_u_dump(io_u);
1108         }
1109
1110         td_verror(td, ETIMEDOUT, "io_u timeout");
1111         exit(1);
1112 }
1113 #endif
1114
1115 void io_u_init_timeout(void)
1116 {
1117 #ifdef FIO_USE_TIMEOUT
1118         signal(SIGALRM, io_u_timeout_handler);
1119 #endif
1120 }