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