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                 io_u->verify_offset = io_u->offset;
 468         }
 469
 470         return ret;
 471 }
 472
 473 /*
 474  * For random io, generate a random new block and see if it's used. Repeat
 475  * until we find a free one. For sequential io, just return the end of
 476  * the last io issued.
 477  */
 478 static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 479                            bool *is_random)
 480 {
 481         struct fio_file *f = io_u->file;
 482         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
 483         int rw_seq_hit = 0;
 484
 485         assert(ddir_rw(ddir));
 486
 487         if (td->o.ddir_seq_nr && !--td->ddir_seq_nr) {
 488                 rw_seq_hit = 1;
 489                 td->ddir_seq_nr = td->o.ddir_seq_nr;
 490         }
 491
 492         if (get_next_block(td, io_u, ddir, rw_seq_hit, is_random))
 493                 return 1;
 494
 495         if (io_u->offset >= f->io_size) {
 496                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= io_size %llu\n",
 497                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 498                                         (unsigned long long) f->io_size);
 499                 return 1;
 500         }
 501
 502         io_u->offset += f->file_offset;
 503         if (io_u->offset >= f->real_file_size) {
 504                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= size %llu\n",
 505                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 506                                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 507                 return 1;
 508         }
 509
 510         return 0;
 511 }
 512
 513 static inline bool io_u_fits(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 514                              unsigned long long buflen)
 515 {
 516         struct fio_file *f = io_u->file;
 517
 518         return io_u->offset + buflen <= f->io_size + get_start_offset(td, f);
 519 }
 520
 521 static unsigned long long get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 522                                     bool is_random)
 523 {
 524         int ddir = io_u->ddir;
 525         unsigned long long buflen = 0;
 526         unsigned long long minbs, maxbs;
 527         uint64_t frand_max, r;
 528         bool power_2;
 529
 530         assert(ddir_rw(ddir));
 531
 532         if (td->o.bs_is_seq_rand)
 533                 ddir = is_random ? DDIR_WRITE : DDIR_READ;
 534
 535         minbs = td->o.min_bs[ddir];
 536         maxbs = td->o.max_bs[ddir];
 537
 538         if (minbs == maxbs)
 539                 return minbs;
 540
 541         /*
 542          * If we can't satisfy the min block size from here, then fail
 543          */
 544         if (!io_u_fits(td, io_u, minbs))
 545                 return 0;
 546
 547         frand_max = rand_max(&td->bsrange_state[ddir]);
 548         do {
 549                 r = __rand(&td->bsrange_state[ddir]);
 550
 551                 if (!td->o.bssplit_nr[ddir]) {
 552                         buflen = minbs + (unsigned long long) ((double) maxbs *
 553                                         (r / (frand_max + 1.0)));
 554                 } else {
 555                         long long perc = 0;
 556                         unsigned int i;
 557
 558                         for (i = 0; i < td->o.bssplit_nr[ddir]; i++) {
 559                                 struct bssplit *bsp = &td->o.bssplit[ddir][i];
 560
 561                                 if (!bsp->perc)
 562                                         continue;
 563                                 buflen = bsp->bs;
 564                                 perc += bsp->perc;
 565                                 if ((r / perc <= frand_max / 100ULL) &&
 566                                     io_u_fits(td, io_u, buflen))
 567                                         break;
 568                         }
 569                 }
 570
 571                 power_2 = is_power_of_2(minbs);
 572                 if (!td->o.bs_unaligned && power_2)
 573                         buflen &= ~(minbs - 1);
 574                 else if (!td->o.bs_unaligned && !power_2)
 575                         buflen -= buflen % minbs;
 576                 if (buflen > maxbs)
 577                         buflen = maxbs;
 578         } while (!io_u_fits(td, io_u, buflen));
 579
 580         return buflen;
 581 }
 582
 583 static void set_rwmix_bytes(struct thread_data *td)
 584 {
 585         unsigned int diff;
 586
 587         /*
 588          * we do time or byte based switch. this is needed because
 589          * buffered writes may issue a lot quicker than they complete,
 590          * whereas reads do not.
 591          */
 592         diff = td->o.rwmix[td->rwmix_ddir ^ 1];
 593         td->rwmix_issues = (td->io_issues[td->rwmix_ddir] * diff) / 100;
 594 }
 595
 596 static inline enum fio_ddir get_rand_ddir(struct thread_data *td)
 597 {
 598         unsigned int v;
 599
 600         v = rand_between(&td->rwmix_state, 1, 100);
 601
 602         if (v <= td->o.rwmix[DDIR_READ])
 603                 return DDIR_READ;
 604
 605         return DDIR_WRITE;
 606 }
 607
 608 int io_u_quiesce(struct thread_data *td)
 609 {
 610         int ret = 0, completed = 0, err = 0;
 611
 612         /*
 613          * We are going to sleep, ensure that we flush anything pending as
 614          * not to skew our latency numbers.
 615          *
 616          * Changed to only monitor 'in flight' requests here instead of the
 617          * td->cur_depth, b/c td->cur_depth does not accurately represent
 618          * io's that have been actually submitted to an async engine,
 619          * and cur_depth is meaningless for sync engines.
 620          */
 621         if (td->io_u_queued || td->cur_depth)
 622                 td_io_commit(td);
 623
 624         while (td->io_u_in_flight) {
 625                 ret = io_u_queued_complete(td, 1);
 626                 if (ret > 0)
 627                         completed += ret;
 628                 else if (ret < 0)
 629                         err = ret;
 630         }
 631
 632         if (td->flags & TD_F_REGROW_LOGS)
 633                 regrow_logs(td);
 634
 635         if (completed)
 636                 return completed;
 637
 638         return err;
 639 }
 640
 641 static enum fio_ddir rate_ddir(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 642 {
 643         enum fio_ddir odir = ddir ^ 1;
 644         uint64_t usec;
 645         uint64_t now;
 646
 647         assert(ddir_rw(ddir));
 648         now = utime_since_now(&td->epoch);
 649
 650         /*
 651          * if rate_next_io_time is in the past, need to catch up to rate
 652          */
 653         if (td->rate_next_io_time[ddir] <= now)
 654                 return ddir;
 655
 656         /*
 657          * We are ahead of rate in this direction. See if we
 658          * should switch.
 659          */
 660         if (td_rw(td) && td->o.rwmix[odir]) {
 661                 /*
 662                  * Other direction is behind rate, switch
 663                  */
 664                 if (td->rate_next_io_time[odir] <= now)
 665                         return odir;
 666
 667                 /*
 668                  * Both directions are ahead of rate. sleep the min,
 669                  * switch if necessary
 670                  */
 671                 if (td->rate_next_io_time[ddir] <=
 672                     td->rate_next_io_time[odir]) {
 673                         usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 674                 } else {
 675                         usec = td->rate_next_io_time[odir] - now;
 676                         ddir = odir;
 677                 }
 678         } else
 679                 usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 680
 681         if (td->o.io_submit_mode == IO_MODE_INLINE)
 682                 io_u_quiesce(td);
 683
 684         if (td->o.timeout && ((usec + now) > td->o.timeout)) {
 685                 /*
 686                  * check if the usec is capable of taking negative values
 687                  */
 688                 if (now > td->o.timeout) {
 689                         ddir = DDIR_INVAL;
 690                         return ddir;
 691                 }
 692                 usec = td->o.timeout - now;
 693         }
 694         usec_sleep(td, usec);
 695
 696         now = utime_since_now(&td->epoch);
 697         if ((td->o.timeout && (now > td->o.timeout)) || td->terminate)
 698                 ddir = DDIR_INVAL;
 699
 700         return ddir;
 701 }
 702
 703 /*
 704  * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
 705  * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
 706  * necessary.
 707  */
 708 static enum fio_ddir get_rw_ddir(struct thread_data *td)
 709 {
 710         enum fio_ddir ddir;
 711
 712         /*
 713          * See if it's time to fsync/fdatasync/sync_file_range first,
 714          * and if not then move on to check regular I/Os.
 715          */
 716         if (should_fsync(td)) {
 717                 if (td->o.fsync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 718                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fsync_blocks))
 719                         return DDIR_SYNC;
 720
 721                 if (td->o.fdatasync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 722                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fdatasync_blocks))
 723                         return DDIR_DATASYNC;
 724
 725                 if (td->sync_file_range_nr && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 726                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->sync_file_range_nr))
 727                         return DDIR_SYNC_FILE_RANGE;
 728         }
 729
 730         if (td_rw(td)) {
 731                 /*
 732                  * Check if it's time to seed a new data direction.
 733                  */
 734                 if (td->io_issues[td->rwmix_ddir] >= td->rwmix_issues) {
 735                         /*
 736                          * Put a top limit on how many bytes we do for
 737                          * one data direction, to avoid overflowing the
 738                          * ranges too much
 739                          */
 740                         ddir = get_rand_ddir(td);
 741
 742                         if (ddir != td->rwmix_ddir)
 743                                 set_rwmix_bytes(td);
 744
 745                         td->rwmix_ddir = ddir;
 746                 }
 747                 ddir = td->rwmix_ddir;
 748         } else if (td_read(td))
 749                 ddir = DDIR_READ;
 750         else if (td_write(td))
 751                 ddir = DDIR_WRITE;
 752         else if (td_trim(td))
 753                 ddir = DDIR_TRIM;
 754         else
 755                 ddir = DDIR_INVAL;
 756
 757         td->rwmix_ddir = rate_ddir(td, ddir);
 758         return td->rwmix_ddir;
 759 }
 760
 761 static void set_rw_ddir(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 762 {
 763         enum fio_ddir ddir = get_rw_ddir(td);
 764
 765         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_ZBD)
 766                 ddir = zbd_adjust_ddir(td, io_u, ddir);
 767
 768         if (td_trimwrite(td)) {
 769                 struct fio_file *f = io_u->file;
 770                 if (f->last_pos[DDIR_WRITE] == f->last_pos[DDIR_TRIM])
 771                         ddir = DDIR_TRIM;
 772                 else
 773                         ddir = DDIR_WRITE;
 774         }
 775
 776         io_u->ddir = io_u->acct_ddir = ddir;
 777
 778         if (io_u->ddir == DDIR_WRITE && td_ioengine_flagged(td, FIO_BARRIER) &&
 779             td->o.barrier_blocks &&
 780            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.barrier_blocks) &&
 781              td->io_issues[DDIR_WRITE])
 782                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BARRIER);
 783 }
 784
 785 void put_file_log(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 786 {
 787         unsigned int ret = put_file(td, f);
 788
 789         if (ret)
 790                 td_verror(td, ret, "file close");
 791 }
 792
 793 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 794 {
 795         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
 796
 797         zbd_put_io_u(io_u);
 798
 799         if (td->parent)
 800                 td = td->parent;
 801
 802         if (needs_lock)
 803                 __td_io_u_lock(td);
 804
 805         if (io_u->file && !(io_u->flags & IO_U_F_NO_FILE_PUT))
 806                 put_file_log(td, io_u->file);
 807
 808         io_u->file = NULL;
 809         io_u_set(td, io_u, IO_U_F_FREE);
 810
 811         if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 812                 td->cur_depth--;
 813                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 814         }
 815         io_u_qpush(&td->io_u_freelist, io_u);
 816         td_io_u_free_notify(td);
 817
 818         if (needs_lock)
 819                 __td_io_u_unlock(td);
 820 }
 821
 822 void clear_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 823 {
 824         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 825         put_io_u(td, io_u);
 826 }
 827
 828 void requeue_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 829 {
 830         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
 831         struct io_u *__io_u = *io_u;
 832         enum fio_ddir ddir = acct_ddir(__io_u);
 833
 834         dprint(FD_IO, "requeue %p\n", __io_u);
 835
 836         if (td->parent)
 837                 td = td->parent;
 838
 839         if (needs_lock)
 840                 __td_io_u_lock(td);
 841
 842         io_u_set(td, __io_u, IO_U_F_FREE);
 843         if ((__io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT) && ddir_rw(ddir))
 844                 td->io_issues[ddir]--;
 845
 846         io_u_clear(td, __io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 847         if (__io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 848                 td->cur_depth--;
 849                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 850         }
 851
 852         io_u_rpush(&td->io_u_requeues, __io_u);
 853         td_io_u_free_notify(td);
 854
 855         if (needs_lock)
 856                 __td_io_u_unlock(td);
 857
 858         *io_u = NULL;
 859 }
 860
 861 static void setup_strided_zone_mode(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 862 {
 863         struct fio_file *f = io_u->file;
 864
 865         assert(td->o.zone_mode == ZONE_MODE_STRIDED);
 866         assert(td->o.zone_size);
 867         assert(td->o.zone_range);
 868
 869         /*
 870          * See if it's time to switch to a new zone
 871          */
 872         if (td->zone_bytes >= td->o.zone_size) {
 873                 td->zone_bytes = 0;
 874                 f->file_offset += td->o.zone_range + td->o.zone_skip;
 875
 876                 /*
 877                  * Wrap from the beginning, if we exceed the file size
 878                  */
 879                 if (f->file_offset >= f->real_file_size)
 880                         f->file_offset = get_start_offset(td, f);
 881
 882                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
 883                 td->io_skip_bytes += td->o.zone_skip;
 884         }
 885
 886         /*
 887          * If zone_size > zone_range, then maintain the same zone until
 888          * zone_bytes >= zone_size.
 889          */
 890         if (f->last_pos[io_u->ddir] >= (f->file_offset + td->o.zone_range)) {
 891                 dprint(FD_IO, "io_u maintain zone offset=%" PRIu64 "/last_pos=%" PRIu64 "\n",
 892                                 f->file_offset, f->last_pos[io_u->ddir]);
 893                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
 894         }
 895
 896         /*
 897          * For random: if 'norandommap' is not set and zone_size > zone_range,
 898          * map needs to be reset as it's done with zone_range everytime.
 899          */
 900         if ((td->zone_bytes % td->o.zone_range) == 0)
 901                 fio_file_reset(td, f);
 902 }
 903
 904 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 905 {
 906         bool is_random;
 907         uint64_t offset;
 908         enum io_u_action ret;
 909
 910         if (td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO))
 911                 goto out;
 912
 913         set_rw_ddir(td, io_u);
 914
 915         if (io_u->ddir == DDIR_INVAL) {
 916                 dprint(FD_IO, "invalid direction received ddir = %d", io_u->ddir);
 917                 return 1;
 918         }
 919         /*
 920          * fsync() or fdatasync() or trim etc, we are done
 921          */
 922         if (!ddir_rw(io_u->ddir))
 923                 goto out;
 924
 925         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_STRIDED)
 926                 setup_strided_zone_mode(td, io_u);
 927         else if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_ZBD)
 928                 setup_zbd_zone_mode(td, io_u);
 929
 930         /*
 931          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next buflen and
 932          * position.
 933          */
 934         if (get_next_offset(td, io_u, &is_random)) {
 935                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting offset\n", io_u);
 936                 return 1;
 937         }
 938
 939         io_u->buflen = get_next_buflen(td, io_u, is_random);
 940         if (!io_u->buflen) {
 941                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting buflen\n", io_u);
 942                 return 1;
 943         }
 944
 945         offset = io_u->offset;
 946         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_ZBD) {
 947                 ret = zbd_adjust_block(td, io_u);
 948                 if (ret == io_u_eof)
 949                         return 1;
 950         }
 951
 952         if (io_u->offset + io_u->buflen > io_u->file->real_file_size) {
 953                 dprint(FD_IO, "io_u %p, off=0x%llx + len=0x%llx exceeds file size=0x%llx\n",
 954                         io_u,
 955                         (unsigned long long) io_u->offset, io_u->buflen,
 956                         (unsigned long long) io_u->file->real_file_size);
 957                 return 1;
 958         }
 959
 960         /*
 961          * mark entry before potentially trimming io_u
 962          */
 963         if (td_random(td) && file_randommap(td, io_u->file))
 964                 io_u->buflen = mark_random_map(td, io_u, offset, io_u->buflen);
 965
 966 out:
 967         dprint_io_u(io_u, "fill");
 968         td->zone_bytes += io_u->buflen;
 969         return 0;
 970 }
 971
 972 static void __io_u_mark_map(uint64_t *map, unsigned int nr)
 973 {
 974         int idx = 0;
 975
 976         switch (nr) {
 977         default:
 978                 idx = 6;
 979                 break;
 980         case 33 ... 64:
 981                 idx = 5;
 982                 break;
 983         case 17 ... 32:
 984                 idx = 4;
 985                 break;
 986         case 9 ... 16:
 987                 idx = 3;
 988                 break;
 989         case 5 ... 8:
 990                 idx = 2;
 991                 break;
 992         case 1 ... 4:
 993                 idx = 1;
 994         case 0:
 995                 break;
 996         }
 997
 998         map[idx]++;
 999 }
1000
1001 void io_u_mark_submit(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1002 {
1003         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_submit, nr);
1004         td->ts.total_submit++;
1005 }
1006
1007 void io_u_mark_complete(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1008 {
1009         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_complete, nr);
1010         td->ts.total_complete++;
1011 }
1012
1013 void io_u_mark_depth(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1014 {
1015         int idx = 0;
1016
1017         switch (td->cur_depth) {
1018         default:
1019                 idx = 6;
1020                 break;
1021         case 32 ... 63:
1022                 idx = 5;
1023                 break;
1024         case 16 ... 31:
1025                 idx = 4;
1026                 break;
1027         case 8 ... 15:
1028                 idx = 3;
1029                 break;
1030         case 4 ... 7:
1031                 idx = 2;
1032                 break;
1033         case 2 ... 3:
1034                 idx = 1;
1035         case 1:
1036                 break;
1037         }
1038
1039         td->ts.io_u_map[idx] += nr;
1040 }
1041
1042 static void io_u_mark_lat_nsec(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1043 {
1044         int idx = 0;
1045
1046         assert(nsec < 1000);
1047
1048         switch (nsec) {
1049         case 750 ... 999:
1050                 idx = 9;
1051                 break;
1052         case 500 ... 749:
1053                 idx = 8;
1054                 break;
1055         case 250 ... 499:
1056                 idx = 7;
1057                 break;
1058         case 100 ... 249:
1059                 idx = 6;
1060                 break;
1061         case 50 ... 99:
1062                 idx = 5;
1063                 break;
1064         case 20 ... 49:
1065                 idx = 4;
1066                 break;
1067         case 10 ... 19:
1068                 idx = 3;
1069                 break;
1070         case 4 ... 9:
1071                 idx = 2;
1072                 break;
1073         case 2 ... 3:
1074                 idx = 1;
1075         case 0 ... 1:
1076                 break;
1077         }
1078
1079         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_N_NR);
1080         td->ts.io_u_lat_n[idx]++;
1081 }
1082
1083 static void io_u_mark_lat_usec(struct thread_data *td, unsigned long long usec)
1084 {
1085         int idx = 0;
1086
1087         assert(usec < 1000 && usec >= 1);
1088
1089         switch (usec) {
1090         case 750 ... 999:
1091                 idx = 9;
1092                 break;
1093         case 500 ... 749:
1094                 idx = 8;
1095                 break;
1096         case 250 ... 499:
1097                 idx = 7;
1098                 break;
1099         case 100 ... 249:
1100                 idx = 6;
1101                 break;
1102         case 50 ... 99:
1103                 idx = 5;
1104                 break;
1105         case 20 ... 49:
1106                 idx = 4;
1107                 break;
1108         case 10 ... 19:
1109                 idx = 3;
1110                 break;
1111         case 4 ... 9:
1112                 idx = 2;
1113                 break;
1114         case 2 ... 3:
1115                 idx = 1;
1116         case 0 ... 1:
1117                 break;
1118         }
1119
1120         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_U_NR);
1121         td->ts.io_u_lat_u[idx]++;
1122 }
1123
1124 static void io_u_mark_lat_msec(struct thread_data *td, unsigned long long msec)
1125 {
1126         int idx = 0;
1127
1128         assert(msec >= 1);
1129
1130         switch (msec) {
1131         default:
1132                 idx = 11;
1133                 break;
1134         case 1000 ... 1999:
1135                 idx = 10;
1136                 break;
1137         case 750 ... 999:
1138                 idx = 9;
1139                 break;
1140         case 500 ... 749:
1141                 idx = 8;
1142                 break;
1143         case 250 ... 499:
1144                 idx = 7;
1145                 break;
1146         case 100 ... 249:
1147                 idx = 6;
1148                 break;
1149         case 50 ... 99:
1150                 idx = 5;
1151                 break;
1152         case 20 ... 49:
1153                 idx = 4;
1154                 break;
1155         case 10 ... 19:
1156                 idx = 3;
1157                 break;
1158         case 4 ... 9:
1159                 idx = 2;
1160                 break;
1161         case 2 ... 3:
1162                 idx = 1;
1163         case 0 ... 1:
1164                 break;
1165         }
1166
1167         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_M_NR);
1168         td->ts.io_u_lat_m[idx]++;
1169 }
1170
1171 static void io_u_mark_latency(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1172 {
1173         if (nsec < 1000)
1174                 io_u_mark_lat_nsec(td, nsec);
1175         else if (nsec < 1000000)
1176                 io_u_mark_lat_usec(td, nsec / 1000);
1177         else
1178                 io_u_mark_lat_msec(td, nsec / 1000000);
1179 }
1180
1181 static unsigned int __get_next_fileno_rand(struct thread_data *td)
1182 {
1183         unsigned long fileno;
1184
1185         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RANDOM) {
1186                 uint64_t frand_max = rand_max(&td->next_file_state);
1187                 unsigned long r;
1188
1189                 r = __rand(&td->next_file_state);
1190                 return (unsigned int) ((double) td->o.nr_files
1191                                 * (r / (frand_max + 1.0)));
1192         }
1193
1194         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_ZIPF)
1195                 fileno = zipf_next(&td->next_file_zipf);
1196         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_PARETO)
1197                 fileno = pareto_next(&td->next_file_zipf);
1198         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_GAUSS)
1199                 fileno = gauss_next(&td->next_file_gauss);
1200         else {
1201                 log_err("fio: bad file service type: %d\n", td->o.file_service_type);
1202                 assert(0);
1203                 return 0;
1204         }
1205
1206         return fileno >> FIO_FSERVICE_SHIFT;
1207 }
1208
1209 /*
1210  * Get next file to service by choosing one at random
1211  */
1212 static struct fio_file *get_next_file_rand(struct thread_data *td,
1213                                            enum fio_file_flags goodf,
1214                                            enum fio_file_flags badf)
1215 {
1216         struct fio_file *f;
1217         int fno;
1218
1219         do {
1220                 int opened = 0;
1221
1222                 fno = __get_next_fileno_rand(td);
1223
1224                 f = td->files[fno];
1225                 if (fio_file_done(f))
1226                         continue;
1227
1228                 if (!fio_file_open(f)) {
1229                         int err;
1230
1231                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1232                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1233
1234                         err = td_io_open_file(td, f);
1235                         if (err)
1236                                 continue;
1237                         opened = 1;
1238                 }
1239
1240                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf)) {
1241                         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rand: %p\n", f);
1242                         return f;
1243                 }
1244                 if (opened)
1245                         td_io_close_file(td, f);
1246         } while (1);
1247 }
1248
1249 /*
1250  * Get next file to service by doing round robin between all available ones
1251  */
1252 static struct fio_file *get_next_file_rr(struct thread_data *td, int goodf,
1253                                          int badf)
1254 {
1255         unsigned int old_next_file = td->next_file;
1256         struct fio_file *f;
1257
1258         do {
1259                 int opened = 0;
1260
1261                 f = td->files[td->next_file];
1262
1263                 td->next_file++;
1264                 if (td->next_file >= td->o.nr_files)
1265                         td->next_file = 0;
1266
1267                 dprint(FD_FILE, "trying file %s %x\n", f->file_name, f->flags);
1268                 if (fio_file_done(f)) {
1269                         f = NULL;
1270                         continue;
1271                 }
1272
1273                 if (!fio_file_open(f)) {
1274                         int err;
1275
1276                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1277                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1278
1279                         err = td_io_open_file(td, f);
1280                         if (err) {
1281                                 dprint(FD_FILE, "error %d on open of %s\n",
1282                                         err, f->file_name);
1283                                 f = NULL;
1284                                 continue;
1285                         }
1286                         opened = 1;
1287                 }
1288
1289                 dprint(FD_FILE, "goodf=%x, badf=%x, ff=%x\n", goodf, badf,
1290                                                                 f->flags);
1291                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf))
1292                         break;
1293
1294                 if (opened)
1295                         td_io_close_file(td, f);
1296
1297                 f = NULL;
1298         } while (td->next_file != old_next_file);
1299
1300         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rr: %p\n", f);
1301         return f;
1302 }
1303
1304 static struct fio_file *__get_next_file(struct thread_data *td)
1305 {
1306         struct fio_file *f;
1307
1308         assert(td->o.nr_files <= td->files_index);
1309
1310         if (td->nr_done_files >= td->o.nr_files) {
1311                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: nr_open=%d, nr_done=%d,"
1312                                 " nr_files=%d\n", td->nr_open_files,
1313                                                   td->nr_done_files,
1314                                                   td->o.nr_files);
1315                 return NULL;
1316         }
1317
1318         f = td->file_service_file;
1319         if (f && fio_file_open(f) && !fio_file_closing(f)) {
1320                 if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1321                         goto out;
1322                 if (td->file_service_left--)
1323                         goto out;
1324         }
1325
1326         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RR ||
1327             td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1328                 f = get_next_file_rr(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1329         else
1330                 f = get_next_file_rand(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1331
1332         if (IS_ERR(f))
1333                 return f;
1334
1335         td->file_service_file = f;
1336         td->file_service_left = td->file_service_nr - 1;
1337 out:
1338         if (f)
1339                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: %p [%s]\n", f, f->file_name);
1340         else
1341                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: NULL\n");
1342         return f;
1343 }
1344
1345 static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
1346 {
1347         return __get_next_file(td);
1348 }
1349
1350 static long set_io_u_file(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1351 {
1352         struct fio_file *f;
1353
1354         do {
1355                 f = get_next_file(td);
1356                 if (IS_ERR_OR_NULL(f))
1357                         return PTR_ERR(f);
1358
1359                 io_u->file = f;
1360                 get_file(f);
1361
1362                 if (!fill_io_u(td, io_u))
1363                         break;
1364
1365                 zbd_put_io_u(io_u);
1366
1367                 put_file_log(td, f);
1368                 td_io_close_file(td, f);
1369                 io_u->file = NULL;
1370                 if (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)
1371                         fio_file_reset(td, f);
1372                 else {
1373                         fio_file_set_done(f);
1374                         td->nr_done_files++;
1375                         dprint(FD_FILE, "%s: is done (%d of %d)\n", f->file_name,
1376                                         td->nr_done_files, td->o.nr_files);
1377                 }
1378         } while (1);
1379
1380         return 0;
1381 }
1382
1383 static void lat_fatal(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
1384                       unsigned long long tnsec, unsigned long long max_nsec)
1385 {
1386         if (!td->error)
1387                 log_err("fio: latency of %llu nsec exceeds specified max (%llu nsec)\n", tnsec, max_nsec);
1388         td_verror(td, ETIMEDOUT, "max latency exceeded");
1389         icd->error = ETIMEDOUT;
1390 }
1391
1392 static void lat_new_cycle(struct thread_data *td)
1393 {
1394         fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1395         td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1396         td->latency_failed = 0;
1397 }
1398
1399 /*
1400  * We had an IO outside the latency target. Reduce the queue depth. If we
1401  * are at QD=1, then it's time to give up.
1402  */
1403 static bool __lat_target_failed(struct thread_data *td)
1404 {
1405         if (td->latency_qd == 1)
1406                 return true;
1407
1408         td->latency_qd_high = td->latency_qd;
1409
1410         if (td->latency_qd == td->latency_qd_low)
1411                 td->latency_qd_low--;
1412
1413         td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_low) / 2;
1414         td->latency_stable_count = 0;
1415
1416         dprint(FD_RATE, "Ramped down: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1417
1418         /*
1419          * When we ramp QD down, quiesce existing IO to prevent
1420          * a storm of ramp downs due to pending higher depth.
1421          */
1422         io_u_quiesce(td);
1423         lat_new_cycle(td);
1424         return false;
1425 }
1426
1427 static bool lat_target_failed(struct thread_data *td)
1428 {
1429         if (td->o.latency_percentile.u.f == 100.0)
1430                 return __lat_target_failed(td);
1431
1432         td->latency_failed++;
1433         return false;
1434 }
1435
1436 void lat_target_init(struct thread_data *td)
1437 {
1438         td->latency_end_run = 0;
1439
1440         if (td->o.latency_target) {
1441                 dprint(FD_RATE, "Latency target=%llu\n", td->o.latency_target);
1442                 fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1443                 td->latency_qd = 1;
1444                 td->latency_qd_high = td->o.iodepth;
1445                 td->latency_qd_low = 1;
1446                 td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1447         } else
1448                 td->latency_qd = td->o.iodepth;
1449 }
1450
1451 void lat_target_reset(struct thread_data *td)
1452 {
1453         if (!td->latency_end_run)
1454                 lat_target_init(td);
1455 }
1456
1457 static void lat_target_success(struct thread_data *td)
1458 {
1459         const unsigned int qd = td->latency_qd;
1460         struct thread_options *o = &td->o;
1461
1462         td->latency_qd_low = td->latency_qd;
1463
1464         if (td->latency_qd + 1 == td->latency_qd_high) {
1465                 /*
1466                  * latency_qd will not incease on lat_target_success(), so
1467                  * called stable. If we stick with this queue depth, the
1468                  * final latency is likely lower than latency_target. Fix
1469                  * this by increasing latency_qd_high slowly. Use a naive
1470                  * heuristic here. If we get lat_target_success() 3 times
1471                  * in a row, increase latency_qd_high by 1.
1472                  */
1473                 if (++td->latency_stable_count >= 3) {
1474                         td->latency_qd_high++;
1475                         td->latency_stable_count = 0;
1476                 }
1477         }
1478
1479         /*
1480          * If we haven't failed yet, we double up to a failing value instead
1481          * of bisecting from highest possible queue depth. If we have set
1482          * a limit other than td->o.iodepth, bisect between that.
1483          */
1484         if (td->latency_qd_high != o->iodepth)
1485                 td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_high) / 2;
1486         else
1487                 td->latency_qd *= 2;
1488
1489         if (td->latency_qd > o->iodepth)
1490                 td->latency_qd = o->iodepth;
1491
1492         dprint(FD_RATE, "Ramped up: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1493
1494         /*
1495          * Same as last one, we are done. Let it run a latency cycle, so
1496          * we get only the results from the targeted depth.
1497          */
1498         if (!o->latency_run && td->latency_qd == qd) {
1499                 if (td->latency_end_run) {
1500                         dprint(FD_RATE, "We are done\n");
1501                         td->done = 1;
1502                 } else {
1503                         dprint(FD_RATE, "Quiesce and final run\n");
1504                         io_u_quiesce(td);
1505                         td->latency_end_run = 1;
1506                         reset_all_stats(td);
1507                         reset_io_stats(td);
1508                 }
1509         }
1510
1511         lat_new_cycle(td);
1512 }
1513
1514 /*
1515  * Check if we can bump the queue depth
1516  */
1517 void lat_target_check(struct thread_data *td)
1518 {
1519         uint64_t usec_window;
1520         uint64_t ios;
1521         double success_ios;
1522
1523         usec_window = utime_since_now(&td->latency_ts);
1524         if (usec_window < td->o.latency_window)
1525                 return;
1526
1527         ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks) - td->latency_ios;
1528         success_ios = (double) (ios - td->latency_failed) / (double) ios;
1529         success_ios *= 100.0;
1530
1531         dprint(FD_RATE, "Success rate: %.2f%% (target %.2f%%)\n", success_ios, td->o.latency_percentile.u.f);
1532
1533         if (success_ios >= td->o.latency_percentile.u.f)
1534                 lat_target_success(td);
1535         else
1536                 __lat_target_failed(td);
1537 }
1538
1539 /*
1540  * If latency target is enabled, we might be ramping up or down and not
1541  * using the full queue depth available.
1542  */
1543 bool queue_full(const struct thread_data *td)
1544 {
1545         const int qempty = io_u_qempty(&td->io_u_freelist);
1546
1547         if (qempty)
1548                 return true;
1549         if (!td->o.latency_target)
1550                 return false;
1551
1552         return td->cur_depth >= td->latency_qd;
1553 }
1554
1555 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
1556 {
1557         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
1558         struct io_u *io_u = NULL;
1559         int ret;
1560
1561         if (td->stop_io)
1562                 return NULL;
1563
1564         if (needs_lock)
1565                 __td_io_u_lock(td);
1566
1567 again:
1568         if (!io_u_rempty(&td->io_u_requeues)) {
1569                 io_u = io_u_rpop(&td->io_u_requeues);
1570                 io_u->resid = 0;
1571         } else if (!queue_full(td)) {
1572                 io_u = io_u_qpop(&td->io_u_freelist);
1573
1574                 io_u->file = NULL;
1575                 io_u->buflen = 0;
1576                 io_u->resid = 0;
1577                 io_u->end_io = NULL;
1578         }
1579
1580         if (io_u) {
1581                 assert(io_u->flags & IO_U_F_FREE);
1582                 io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FREE | IO_U_F_NO_FILE_PUT |
1583                                  IO_U_F_TRIMMED | IO_U_F_BARRIER |
1584                                  IO_U_F_VER_LIST | IO_U_F_PRIORITY);
1585
1586                 io_u->error = 0;
1587                 io_u->acct_ddir = -1;
1588                 td->cur_depth++;
1589                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1590                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_IN_CUR_DEPTH);
1591                 io_u->ipo = NULL;
1592         } else if (td_async_processing(td)) {
1593                 /*
1594                  * We ran out, wait for async verify threads to finish and
1595                  * return one
1596                  */
1597                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1598                 ret = pthread_cond_wait(&td->free_cond, &td->io_u_lock);
1599                 assert(ret == 0);
1600                 if (!td->error)
1601                         goto again;
1602         }
1603
1604         if (needs_lock)
1605                 __td_io_u_unlock(td);
1606
1607         return io_u;
1608 }
1609
1610 static bool check_get_trim(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1611 {
1612         if (!(td->flags & TD_F_TRIM_BACKLOG))
1613                 return false;
1614         if (!td->trim_entries)
1615                 return false;
1616
1617         if (td->trim_batch) {
1618                 td->trim_batch--;
1619                 if (get_next_trim(td, io_u))
1620                         return true;
1621         } else if (!(td->io_hist_len % td->o.trim_backlog) &&
1622                      td->last_ddir != DDIR_READ) {
1623                 td->trim_batch = td->o.trim_batch;
1624                 if (!td->trim_batch)
1625                         td->trim_batch = td->o.trim_backlog;
1626                 if (get_next_trim(td, io_u))
1627                         return true;
1628         }
1629
1630         return false;
1631 }
1632
1633 static bool check_get_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1634 {
1635         if (!(td->flags & TD_F_VER_BACKLOG))
1636                 return false;
1637
1638         if (td->io_hist_len) {
1639                 int get_verify = 0;
1640
1641                 if (td->verify_batch)
1642                         get_verify = 1;
1643                 else if (!(td->io_hist_len % td->o.verify_backlog) &&
1644                          td->last_ddir != DDIR_READ) {
1645                         td->verify_batch = td->o.verify_batch;
1646                         if (!td->verify_batch)
1647                                 td->verify_batch = td->o.verify_backlog;
1648                         get_verify = 1;
1649                 }
1650
1651                 if (get_verify && !get_next_verify(td, io_u)) {
1652                         td->verify_batch--;
1653                         return true;
1654                 }
1655         }
1656
1657         return false;
1658 }
1659
1660 /*
1661  * Fill offset and start time into the buffer content, to prevent too
1662  * easy compressible data for simple de-dupe attempts. Do this for every
1663  * 512b block in the range, since that should be the smallest block size
1664  * we can expect from a device.
1665  */
1666 static void small_content_scramble(struct io_u *io_u)
1667 {
1668         unsigned long long i, nr_blocks = io_u->buflen >> 9;
1669         unsigned int offset;
1670         uint64_t boffset, *iptr;
1671         char *p;
1672
1673         if (!nr_blocks)
1674                 return;
1675
1676         p = io_u->xfer_buf;
1677         boffset = io_u->offset;
1678
1679         if (io_u->buf_filled_len)
1680                 io_u->buf_filled_len = 0;
1681
1682         /*
1683          * Generate random index between 0..7. We do chunks of 512b, if
1684          * we assume a cacheline is 64 bytes, then we have 8 of those.
1685          * Scramble content within the blocks in the same cacheline to
1686          * speed things up.
1687          */
1688         offset = (io_u->start_time.tv_nsec ^ boffset) & 7;
1689
1690         for (i = 0; i < nr_blocks; i++) {
1691                 /*
1692                  * Fill offset into start of cacheline, time into end
1693                  * of cacheline
1694                  */
1695                 iptr = (void *) p + (offset << 6);
1696                 *iptr = boffset;
1697
1698                 iptr = (void *) p + 64 - 2 * sizeof(uint64_t);
1699                 iptr[0] = io_u->start_time.tv_sec;
1700                 iptr[1] = io_u->start_time.tv_nsec;
1701
1702                 p += 512;
1703                 boffset += 512;
1704         }
1705 }
1706
1707 /*
1708  * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
1709  * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped, populated and submitted.
1710  */
1711 struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
1712 {
1713         struct fio_file *f;
1714         struct io_u *io_u;
1715         int do_scramble = 0;
1716         long ret = 0;
1717
1718         io_u = __get_io_u(td);
1719         if (!io_u) {
1720                 dprint(FD_IO, "__get_io_u failed\n");
1721                 return NULL;
1722         }
1723
1724         if (check_get_verify(td, io_u))
1725                 goto out;
1726         if (check_get_trim(td, io_u))
1727                 goto out;
1728
1729         /*
1730          * from a requeue, io_u already setup
1731          */
1732         if (io_u->file)
1733                 goto out;
1734
1735         /*
1736          * If using an iolog, grab next piece if any available.
1737          */
1738         if (td->flags & TD_F_READ_IOLOG) {
1739                 if (read_iolog_get(td, io_u))
1740                         goto err_put;
1741         } else if (set_io_u_file(td, io_u)) {
1742                 ret = -EBUSY;
1743                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1744                 goto err_put;
1745         }
1746
1747         f = io_u->file;
1748         if (!f) {
1749                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1750                 goto err_put;
1751         }
1752
1753         assert(fio_file_open(f));
1754
1755         if (ddir_rw(io_u->ddir)) {
1756                 if (!io_u->buflen && !td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO)) {
1757                         dprint(FD_IO, "get_io_u: zero buflen on %p\n", io_u);
1758                         goto err_put;
1759                 }
1760
1761                 f->last_start[io_u->ddir] = io_u->offset;
1762                 f->last_pos[io_u->ddir] = io_u->offset + io_u->buflen;
1763
1764                 if (io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
1765                         if (td->flags & TD_F_REFILL_BUFFERS) {
1766                                 io_u_fill_buffer(td, io_u,
1767                                         td->o.min_bs[DDIR_WRITE],
1768                                         io_u->buflen);
1769                         } else if ((td->flags & TD_F_SCRAMBLE_BUFFERS) &&
1770                                    !(td->flags & TD_F_COMPRESS) &&
1771                                    !(td->flags & TD_F_DO_VERIFY))
1772                                 do_scramble = 1;
1773                 } else if (io_u->ddir == DDIR_READ) {
1774                         /*
1775                          * Reset the buf_filled parameters so next time if the
1776                          * buffer is used for writes it is refilled.
1777                          */
1778                         io_u->buf_filled_len = 0;
1779                 }
1780         }
1781
1782         /*
1783          * Set io data pointers.
1784          */
1785         io_u->xfer_buf = io_u->buf;
1786         io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
1787
1788 out:
1789         assert(io_u->file);
1790         if (!td_io_prep(td, io_u)) {
1791                 if (!td->o.disable_lat)
1792                         fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
1793
1794                 if (do_scramble)
1795                         small_content_scramble(io_u);
1796
1797                 return io_u;
1798         }
1799 err_put:
1800         dprint(FD_IO, "get_io_u failed\n");
1801         put_io_u(td, io_u);
1802         return ERR_PTR(ret);
1803 }
1804
1805 static void __io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1806 {
1807         enum error_type_bit eb = td_error_type(io_u->ddir, io_u->error);
1808
1809         if (td_non_fatal_error(td, eb, io_u->error) && !td->o.error_dump)
1810                 return;
1811
1812         log_err("fio: io_u error%s%s: %s: %s offset=%llu, buflen=%llu\n",
1813                 io_u->file ? " on file " : "",
1814                 io_u->file ? io_u->file->file_name : "",
1815                 strerror(io_u->error),
1816                 io_ddir_name(io_u->ddir),
1817                 io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
1818
1819         if (td->io_ops->errdetails) {
1820                 char *err = td->io_ops->errdetails(io_u);
1821
1822                 log_err("fio: %s\n", err);
1823                 free(err);
1824         }
1825
1826         if (!td->error)
1827                 td_verror(td, io_u->error, "io_u error");
1828 }
1829
1830 void io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1831 {
1832         __io_u_log_error(td, io_u);
1833         if (td->parent)
1834                 __io_u_log_error(td->parent, io_u);
1835 }
1836
1837 static inline bool gtod_reduce(struct thread_data *td)
1838 {
1839         return (td->o.disable_clat && td->o.disable_slat && td->o.disable_bw)
1840                         || td->o.gtod_reduce;
1841 }
1842
1843 static void trim_block_info(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1844 {
1845         uint32_t *info = io_u_block_info(td, io_u);
1846
1847         if (BLOCK_INFO_STATE(*info) >= BLOCK_STATE_TRIM_FAILURE)
1848                 return;
1849
1850         *info = BLOCK_INFO(BLOCK_STATE_TRIMMED, BLOCK_INFO_TRIMS(*info) + 1);
1851 }
1852
1853 static void account_io_completion(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1854                                   struct io_completion_data *icd,
1855                                   const enum fio_ddir idx, unsigned int bytes)
1856 {
1857         const int no_reduce = !gtod_reduce(td);
1858         unsigned long long llnsec = 0;
1859
1860         if (td->parent)
1861                 td = td->parent;
1862
1863         if (!td->o.stats || td_ioengine_flagged(td, FIO_NOSTATS))
1864                 return;
1865
1866         if (no_reduce)
1867                 llnsec = ntime_since(&io_u->issue_time, &icd->time);
1868
1869         if (!td->o.disable_lat) {
1870                 unsigned long long tnsec;
1871
1872                 tnsec = ntime_since(&io_u->start_time, &icd->time);
1873                 add_lat_sample(td, idx, tnsec, bytes, io_u->offset, io_u_is_prio(io_u));
1874
1875                 if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
1876                         struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
1877
1878                         if (ops->io_u_lat)
1879                                 icd->error = ops->io_u_lat(td, tnsec);
1880                 }
1881
1882                 if (td->o.max_latency && tnsec > td->o.max_latency)
1883                         lat_fatal(td, icd, tnsec, td->o.max_latency);
1884                 if (td->o.latency_target && tnsec > td->o.latency_target) {
1885                         if (lat_target_failed(td))
1886                                 lat_fatal(td, icd, tnsec, td->o.latency_target);
1887                 }
1888         }
1889
1890         if (ddir_rw(idx)) {
1891                 if (!td->o.disable_clat) {
1892                         add_clat_sample(td, idx, llnsec, bytes, io_u->offset, io_u_is_prio(io_u));
1893                         io_u_mark_latency(td, llnsec);
1894                 }
1895
1896                 if (!td->o.disable_bw && per_unit_log(td->bw_log))
1897                         add_bw_sample(td, io_u, bytes, llnsec);
1898
1899                 if (no_reduce && per_unit_log(td->iops_log))
1900                         add_iops_sample(td, io_u, bytes);
1901         } else if (ddir_sync(idx) && !td->o.disable_clat)
1902                 add_sync_clat_sample(&td->ts, llnsec);
1903
1904         if (td->ts.nr_block_infos && io_u->ddir == DDIR_TRIM)
1905                 trim_block_info(td, io_u);
1906 }
1907
1908 static void file_log_write_comp(const struct thread_data *td, struct fio_file *f,
1909                                 uint64_t offset, unsigned int bytes)
1910 {
1911         int idx;
1912
1913         if (!f)
1914                 return;
1915
1916         if (f->first_write == -1ULL || offset < f->first_write)
1917                 f->first_write = offset;
1918         if (f->last_write == -1ULL || ((offset + bytes) > f->last_write))
1919                 f->last_write = offset + bytes;
1920
1921         if (!f->last_write_comp)
1922                 return;
1923
1924         idx = f->last_write_idx++;
1925         f->last_write_comp[idx] = offset;
1926         if (f->last_write_idx == td->o.iodepth)
1927                 f->last_write_idx = 0;
1928 }
1929
1930 static bool should_account(struct thread_data *td)
1931 {
1932         return ramp_time_over(td) && (td->runstate == TD_RUNNING ||
1933                                            td->runstate == TD_VERIFYING);
1934 }
1935
1936 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u **io_u_ptr,
1937                          struct io_completion_data *icd)
1938 {
1939         struct io_u *io_u = *io_u_ptr;
1940         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
1941         struct fio_file *f = io_u->file;
1942
1943         dprint_io_u(io_u, "complete");
1944
1945         assert(io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT);
1946         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT | IO_U_F_BUSY_OK);
1947
1948         /*
1949          * Mark IO ok to verify
1950          */
1951         if (io_u->ipo) {
1952                 /*
1953                  * Remove errored entry from the verification list
1954                  */
1955                 if (io_u->error)
1956                         unlog_io_piece(td, io_u);
1957                 else {
1958                         atomic_store_release(&io_u->ipo->flags,
1959                                         io_u->ipo->flags & ~IP_F_IN_FLIGHT);
1960                 }
1961         }
1962
1963         if (ddir_sync(ddir)) {
1964                 td->last_was_sync = true;
1965                 if (f) {
1966                         f->first_write = -1ULL;
1967                         f->last_write = -1ULL;
1968                 }
1969                 if (should_account(td))
1970                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, io_u->buflen);
1971                 return;
1972         }
1973
1974         td->last_was_sync = false;
1975         td->last_ddir = ddir;
1976
1977         if (!io_u->error && ddir_rw(ddir)) {
1978                 unsigned long long bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
1979                 int ret;
1980
1981                 /*
1982                  * Make sure we notice short IO from here, and requeue them
1983                  * appropriately!
1984                  */
1985                 if (io_u->resid) {
1986                         io_u->xfer_buflen = io_u->resid;
1987                         io_u->xfer_buf += bytes;
1988                         io_u->offset += bytes;
1989                         td->ts.short_io_u[io_u->ddir]++;
1990                         if (io_u->offset < io_u->file->real_file_size) {
1991                                 requeue_io_u(td, io_u_ptr);
1992                                 return;
1993                         }
1994                 }
1995
1996                 td->io_blocks[ddir]++;
1997                 td->io_bytes[ddir] += bytes;
1998
1999                 if (!(io_u->flags & IO_U_F_VER_LIST)) {
2000                         td->this_io_blocks[ddir]++;
2001                         td->this_io_bytes[ddir] += bytes;
2002                 }
2003
2004                 if (ddir == DDIR_WRITE)
2005                         file_log_write_comp(td, f, io_u->offset, bytes);
2006
2007                 if (should_account(td))
2008                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, bytes);
2009
2010                 icd->bytes_done[ddir] += bytes;
2011
2012                 if (io_u->end_io) {
2013                         ret = io_u->end_io(td, io_u_ptr);
2014                         io_u = *io_u_ptr;
2015                         if (ret && !icd->error)
2016                                 icd->error = ret;
2017                 }
2018         } else if (io_u->error) {
2019                 icd->error = io_u->error;
2020                 io_u_log_error(td, io_u);
2021         }
2022         if (icd->error) {
2023                 enum error_type_bit eb = td_error_type(ddir, icd->error);
2024
2025                 if (!td_non_fatal_error(td, eb, icd->error))
2026                         return;
2027
2028                 /*
2029                  * If there is a non_fatal error, then add to the error count
2030                  * and clear all the errors.
2031                  */
2032                 update_error_count(td, icd->error);
2033                 td_clear_error(td);
2034                 icd->error = 0;
2035                 if (io_u)
2036                         io_u->error = 0;
2037         }
2038 }
2039
2040 static void init_icd(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
2041                      int nr)
2042 {
2043         int ddir;
2044
2045         if (!gtod_reduce(td))
2046                 fio_gettime(&icd->time, NULL);
2047
2048         icd->nr = nr;
2049
2050         icd->error = 0;
2051         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2052                 icd->bytes_done[ddir] = 0;
2053 }
2054
2055 static void ios_completed(struct thread_data *td,
2056                           struct io_completion_data *icd)
2057 {
2058         struct io_u *io_u;
2059         int i;
2060
2061         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
2062                 io_u = td->io_ops->event(td, i);
2063
2064                 io_completed(td, &io_u, icd);
2065
2066                 if (io_u)
2067                         put_io_u(td, io_u);
2068         }
2069 }
2070
2071 /*
2072  * Complete a single io_u for the sync engines.
2073  */
2074 int io_u_sync_complete(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2075 {
2076         struct io_completion_data icd;
2077         int ddir;
2078
2079         init_icd(td, &icd, 1);
2080         io_completed(td, &io_u, &icd);
2081
2082         if (io_u)
2083                 put_io_u(td, io_u);
2084
2085         if (icd.error) {
2086                 td_verror(td, icd.error, "io_u_sync_complete");
2087                 return -1;
2088         }
2089
2090         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2091                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2092
2093         return 0;
2094 }
2095
2096 /*
2097  * Called to complete min_events number of io for the async engines.
2098  */
2099 int io_u_queued_complete(struct thread_data *td, int min_evts)
2100 {
2101         struct io_completion_data icd;
2102         struct timespec *tvp = NULL;
2103         int ret, ddir;
2104         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0, };
2105
2106         dprint(FD_IO, "io_u_queued_complete: min=%d\n", min_evts);
2107
2108         if (!min_evts)
2109                 tvp = &ts;
2110         else if (min_evts > td->cur_depth)
2111                 min_evts = td->cur_depth;
2112
2113         /* No worries, td_io_getevents fixes min and max if they are
2114          * set incorrectly */
2115         ret = td_io_getevents(td, min_evts, td->o.iodepth_batch_complete_max, tvp);
2116         if (ret < 0) {
2117                 td_verror(td, -ret, "td_io_getevents");
2118                 return ret;
2119         } else if (!ret)
2120                 return ret;
2121
2122         init_icd(td, &icd, ret);
2123         ios_completed(td, &icd);
2124         if (icd.error) {
2125                 td_verror(td, icd.error, "io_u_queued_complete");
2126                 return -1;
2127         }
2128
2129         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2130                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2131
2132         return ret;
2133 }
2134
2135 /*
2136  * Call when io_u is really queued, to update the submission latency.
2137  */
2138 void io_u_queued(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2139 {
2140         if (!td->o.disable_slat && ramp_time_over(td) && td->o.stats) {
2141                 unsigned long slat_time;
2142
2143                 slat_time = ntime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time);
2144
2145                 if (td->parent)
2146                         td = td->parent;
2147
2148                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, slat_time, io_u->xfer_buflen,
2149                                 io_u->offset, io_u_is_prio(io_u));
2150         }
2151 }
2152
2153 /*
2154  * See if we should reuse the last seed, if dedupe is enabled
2155  */
2156 static struct frand_state *get_buf_state(struct thread_data *td)
2157 {
2158         unsigned int v;
2159
2160         if (!td->o.dedupe_percentage)
2161                 return &td->buf_state;
2162         else if (td->o.dedupe_percentage == 100) {
2163                 frand_copy(&td->buf_state_prev, &td->buf_state);
2164                 return &td->buf_state;
2165         }
2166
2167         v = rand_between(&td->dedupe_state, 1, 100);
2168
2169         if (v <= td->o.dedupe_percentage)
2170                 return &td->buf_state_prev;
2171
2172         return &td->buf_state;
2173 }
2174
2175 static void save_buf_state(struct thread_data *td, struct frand_state *rs)
2176 {
2177         if (td->o.dedupe_percentage == 100)
2178                 frand_copy(rs, &td->buf_state_prev);
2179         else if (rs == &td->buf_state)
2180                 frand_copy(&td->buf_state_prev, rs);
2181 }
2182
2183 void fill_io_buffer(struct thread_data *td, void *buf, unsigned long long min_write,
2184                     unsigned long long max_bs)
2185 {
2186         struct thread_options *o = &td->o;
2187
2188         if (o->mem_type == MEM_CUDA_MALLOC)
2189                 return;
2190
2191         if (o->compress_percentage || o->dedupe_percentage) {
2192                 unsigned int perc = td->o.compress_percentage;
2193                 struct frand_state *rs;
2194                 unsigned long long left = max_bs;
2195                 unsigned long long this_write;
2196
2197                 do {
2198                         rs = get_buf_state(td);
2199
2200                         min_write = min(min_write, left);
2201
2202                         if (perc) {
2203                                 this_write = min_not_zero(min_write,
2204                                                         (unsigned long long) td->o.compress_chunk);
2205
2206                                 fill_random_buf_percentage(rs, buf, perc,
2207                                         this_write, this_write,
2208                                         o->buffer_pattern,
2209                                         o->buffer_pattern_bytes);
2210                         } else {
2211                                 fill_random_buf(rs, buf, min_write);
2212                                 this_write = min_write;
2213                         }
2214
2215                         buf += this_write;
2216                         left -= this_write;
2217                         save_buf_state(td, rs);
2218                 } while (left);
2219         } else if (o->buffer_pattern_bytes)
2220                 fill_buffer_pattern(td, buf, max_bs);
2221         else if (o->zero_buffers)
2222                 memset(buf, 0, max_bs);
2223         else
2224                 fill_random_buf(get_buf_state(td), buf, max_bs);
2225 }
2226
2227 /*
2228  * "randomly" fill the buffer contents
2229  */
2230 void io_u_fill_buffer(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
2231                       unsigned long long min_write, unsigned long long max_bs)
2232 {
2233         io_u->buf_filled_len = 0;
2234         fill_io_buffer(td, io_u->buf, min_write, max_bs);
2235 }
2236
2237 static int do_sync_file_range(const struct thread_data *td,
2238                               struct fio_file *f)
2239 {
2240         uint64_t offset, nbytes;
2241
2242         offset = f->first_write;
2243         nbytes = f->last_write - f->first_write;
2244
2245         if (!nbytes)
2246                 return 0;
2247
2248         return sync_file_range(f->fd, offset, nbytes, td->o.sync_file_range);
2249 }
2250
2251 int do_io_u_sync(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2252 {
2253         int ret;
2254
2255         if (io_u->ddir == DDIR_SYNC) {
2256                 ret = fsync(io_u->file->fd);
2257         } else if (io_u->ddir == DDIR_DATASYNC) {
2258 #ifdef CONFIG_FDATASYNC
2259                 ret = fdatasync(io_u->file->fd);
2260 #else
2261                 ret = io_u->xfer_buflen;
2262                 io_u->error = EINVAL;
2263 #endif
2264         } else if (io_u->ddir == DDIR_SYNC_FILE_RANGE)
2265                 ret = do_sync_file_range(td, io_u->file);
2266         else {
2267                 ret = io_u->xfer_buflen;
2268                 io_u->error = EINVAL;
2269         }
2270
2271         if (ret < 0)
2272                 io_u->error = errno;
2273
2274         return ret;
2275 }
2276
2277 int do_io_u_trim(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2278 {
2279 #ifndef FIO_HAVE_TRIM
2280         io_u->error = EINVAL;
2281         return 0;
2282 #else
2283         struct fio_file *f = io_u->file;
2284         int ret;
2285
2286         ret = os_trim(f, io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
2287         if (!ret)
2288                 return io_u->xfer_buflen;
2289
2290         io_u->error = ret;
2291         return 0;
2292 #endif
2293 }