engines/libzbc: set FIO_RO_NEEDS_RW_OPEN engine flag
[fio.git] / 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 && o->nr_files == 1) {
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 (td_randtrimwrite(td) && ddir == DDIR_WRITE) {
421                 /* don't mark randommap for these writes */
422                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
423                 offset = f->last_start[DDIR_TRIM];
424                 *is_random = true;
425                 ret = 0;
426         } else if (rw_seq) {
427                 if (td_random(td)) {
428                         if (should_do_random(td, ddir)) {
429                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
430                                 *is_random = true;
431                         } else {
432                                 *is_random = false;
433                                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
434                                 ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
435                                 if (ret)
436                                         ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
437                         }
438                 } else {
439                         *is_random = false;
440                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
441                 }
442         } else {
443                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
444                 *is_random = false;
445
446                 if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_SEQ) {
447                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
448                         if (ret) {
449                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
450                                 *is_random = false;
451                         }
452                 } else if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_IDENT) {
453                         if (f->last_start[ddir] != -1ULL)
454                                 offset = f->last_start[ddir] - f->file_offset;
455                         else
456                                 offset = 0;
457                         ret = 0;
458                 } else {
459                         log_err("fio: unknown rw_seq=%d\n", td->o.rw_seq);
460                         ret = 1;
461                 }
462         }
463
464         if (!ret) {
465                 if (offset != -1ULL)
466                         io_u->offset = offset;
467                 else if (b != -1ULL)
468                         io_u->offset = b * td->o.ba[ddir];
469                 else {
470                         log_err("fio: bug in offset generation: offset=%llu, b=%llu\n", (unsigned long long) offset, (unsigned long long) b);
471                         ret = 1;
472                 }
473                 io_u->verify_offset = io_u->offset;
474         }
475
476         return ret;
477 }
478
479 /*
480  * For random io, generate a random new block and see if it's used. Repeat
481  * until we find a free one. For sequential io, just return the end of
482  * the last io issued.
483  */
484 static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
485                            bool *is_random)
486 {
487         struct fio_file *f = io_u->file;
488         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
489         int rw_seq_hit = 0;
490
491         assert(ddir_rw(ddir));
492
493         if (td->o.ddir_seq_nr && !--td->ddir_seq_nr) {
494                 rw_seq_hit = 1;
495                 td->ddir_seq_nr = td->o.ddir_seq_nr;
496         }
497
498         if (get_next_block(td, io_u, ddir, rw_seq_hit, is_random))
499                 return 1;
500
501         if (io_u->offset >= f->io_size) {
502                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= io_size %llu\n",
503                                         (unsigned long long) io_u->offset,
504                                         (unsigned long long) f->io_size);
505                 return 1;
506         }
507
508         io_u->offset += f->file_offset;
509         if (io_u->offset >= f->real_file_size) {
510                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= size %llu\n",
511                                         (unsigned long long) io_u->offset,
512                                         (unsigned long long) f->real_file_size);
513                 return 1;
514         }
515
516         /*
517          * For randtrimwrite, we decide whether to issue a trim or a write
518          * based on whether the offsets for the most recent trim and write
519          * operations match. If they don't match that means we just issued a
520          * new trim and the next operation should be a write. If they *do*
521          * match that means we just completed a trim+write pair and the next
522          * command should be a trim.
523          *
524          * This works fine for sequential workloads but for random workloads
525          * it's possible to complete a trim+write pair and then have the next
526          * randomly generated offset match the previous offset. If that happens
527          * we need to alter the offset for the last write operation in order
528          * to ensure that we issue a write operation the next time through.
529          */
530         if (td_randtrimwrite(td) && ddir == DDIR_TRIM &&
531             f->last_start[DDIR_TRIM] == io_u->offset)
532                 f->last_start[DDIR_WRITE]--;
533
534         io_u->verify_offset = io_u->offset;
535         return 0;
536 }
537
538 static inline bool io_u_fits(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
539                              unsigned long long buflen)
540 {
541         struct fio_file *f = io_u->file;
542
543         return io_u->offset + buflen <= f->io_size + get_start_offset(td, f);
544 }
545
546 static unsigned long long get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
547                                     bool is_random)
548 {
549         int ddir = io_u->ddir;
550         unsigned long long buflen = 0;
551         unsigned long long minbs, maxbs;
552         uint64_t frand_max, r;
553         bool power_2;
554
555         assert(ddir_rw(ddir));
556
557         if (td_randtrimwrite(td) && ddir == DDIR_WRITE) {
558                 struct fio_file *f = io_u->file;
559
560                 return f->last_pos[DDIR_TRIM] - f->last_start[DDIR_TRIM];
561         }
562
563         if (td->o.bs_is_seq_rand)
564                 ddir = is_random ? DDIR_WRITE : DDIR_READ;
565
566         minbs = td->o.min_bs[ddir];
567         maxbs = td->o.max_bs[ddir];
568
569         if (minbs == maxbs)
570                 return minbs;
571
572         /*
573          * If we can't satisfy the min block size from here, then fail
574          */
575         if (!io_u_fits(td, io_u, minbs))
576                 return 0;
577
578         frand_max = rand_max(&td->bsrange_state[ddir]);
579         do {
580                 r = __rand(&td->bsrange_state[ddir]);
581
582                 if (!td->o.bssplit_nr[ddir]) {
583                         buflen = minbs + (unsigned long long) ((double) maxbs *
584                                         (r / (frand_max + 1.0)));
585                 } else {
586                         long long perc = 0;
587                         unsigned int i;
588
589                         for (i = 0; i < td->o.bssplit_nr[ddir]; i++) {
590                                 struct bssplit *bsp = &td->o.bssplit[ddir][i];
591
592                                 if (!bsp->perc)
593                                         continue;
594                                 buflen = bsp->bs;
595                                 perc += bsp->perc;
596                                 if ((r / perc <= frand_max / 100ULL) &&
597                                     io_u_fits(td, io_u, buflen))
598                                         break;
599                         }
600                 }
601
602                 power_2 = is_power_of_2(minbs);
603                 if (!td->o.bs_unaligned && power_2)
604                         buflen &= ~(minbs - 1);
605                 else if (!td->o.bs_unaligned && !power_2)
606                         buflen -= buflen % minbs;
607                 if (buflen > maxbs)
608                         buflen = maxbs;
609         } while (!io_u_fits(td, io_u, buflen));
610
611         return buflen;
612 }
613
614 static void set_rwmix_bytes(struct thread_data *td)
615 {
616         unsigned int diff;
617
618         /*
619          * we do time or byte based switch. this is needed because
620          * buffered writes may issue a lot quicker than they complete,
621          * whereas reads do not.
622          */
623         diff = td->o.rwmix[td->rwmix_ddir ^ 1];
624         td->rwmix_issues = (td->io_issues[td->rwmix_ddir] * diff) / 100;
625 }
626
627 static inline enum fio_ddir get_rand_ddir(struct thread_data *td)
628 {
629         unsigned int v;
630
631         v = rand_between(&td->rwmix_state, 1, 100);
632
633         if (v <= td->o.rwmix[DDIR_READ])
634                 return DDIR_READ;
635
636         return DDIR_WRITE;
637 }
638
639 int io_u_quiesce(struct thread_data *td)
640 {
641         int ret = 0, completed = 0, err = 0;
642
643         /*
644          * We are going to sleep, ensure that we flush anything pending as
645          * not to skew our latency numbers.
646          *
647          * Changed to only monitor 'in flight' requests here instead of the
648          * td->cur_depth, b/c td->cur_depth does not accurately represent
649          * io's that have been actually submitted to an async engine,
650          * and cur_depth is meaningless for sync engines.
651          */
652         if (td->io_u_queued || td->cur_depth)
653                 td_io_commit(td);
654
655         while (td->io_u_in_flight) {
656                 ret = io_u_queued_complete(td, 1);
657                 if (ret > 0)
658                         completed += ret;
659                 else if (ret < 0)
660                         err = ret;
661         }
662
663         if (td->flags & TD_F_REGROW_LOGS)
664                 regrow_logs(td);
665
666         if (completed)
667                 return completed;
668
669         return err;
670 }
671
672 static enum fio_ddir rate_ddir(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
673 {
674         enum fio_ddir odir = ddir ^ 1;
675         uint64_t usec;
676         uint64_t now;
677
678         assert(ddir_rw(ddir));
679         now = utime_since_now(&td->epoch);
680
681         /*
682          * if rate_next_io_time is in the past, need to catch up to rate
683          */
684         if (td->rate_next_io_time[ddir] <= now)
685                 return ddir;
686
687         /*
688          * We are ahead of rate in this direction. See if we
689          * should switch.
690          */
691         if (td_rw(td) && td->o.rwmix[odir]) {
692                 /*
693                  * Other direction is behind rate, switch
694                  */
695                 if (td->rate_next_io_time[odir] <= now)
696                         return odir;
697
698                 /*
699                  * Both directions are ahead of rate. sleep the min,
700                  * switch if necessary
701                  */
702                 if (td->rate_next_io_time[ddir] <=
703                     td->rate_next_io_time[odir]) {
704                         usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
705                 } else {
706                         usec = td->rate_next_io_time[odir] - now;
707                         ddir = odir;
708                 }
709         } else
710                 usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
711
712         if (td->o.io_submit_mode == IO_MODE_INLINE)
713                 io_u_quiesce(td);
714
715         if (td->o.timeout && ((usec + now) > td->o.timeout)) {
716                 /*
717                  * check if the usec is capable of taking negative values
718                  */
719                 if (now > td->o.timeout) {
720                         ddir = DDIR_INVAL;
721                         return ddir;
722                 }
723                 usec = td->o.timeout - now;
724         }
725         usec_sleep(td, usec);
726
727         now = utime_since_now(&td->epoch);
728         if ((td->o.timeout && (now > td->o.timeout)) || td->terminate)
729                 ddir = DDIR_INVAL;
730
731         return ddir;
732 }
733
734 /*
735  * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
736  * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
737  * necessary.
738  */
739 static enum fio_ddir get_rw_ddir(struct thread_data *td)
740 {
741         enum fio_ddir ddir;
742
743         /*
744          * See if it's time to fsync/fdatasync/sync_file_range first,
745          * and if not then move on to check regular I/Os.
746          */
747         if (should_fsync(td)) {
748                 if (td->o.fsync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
749                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fsync_blocks))
750                         return DDIR_SYNC;
751
752                 if (td->o.fdatasync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
753                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fdatasync_blocks))
754                         return DDIR_DATASYNC;
755
756                 if (td->sync_file_range_nr && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
757                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->sync_file_range_nr))
758                         return DDIR_SYNC_FILE_RANGE;
759         }
760
761         if (td_rw(td)) {
762                 /*
763                  * Check if it's time to seed a new data direction.
764                  */
765                 if (td->io_issues[td->rwmix_ddir] >= td->rwmix_issues) {
766                         /*
767                          * Put a top limit on how many bytes we do for
768                          * one data direction, to avoid overflowing the
769                          * ranges too much
770                          */
771                         ddir = get_rand_ddir(td);
772
773                         if (ddir != td->rwmix_ddir)
774                                 set_rwmix_bytes(td);
775
776                         td->rwmix_ddir = ddir;
777                 }
778                 ddir = td->rwmix_ddir;
779         } else if (td_read(td))
780                 ddir = DDIR_READ;
781         else if (td_write(td))
782                 ddir = DDIR_WRITE;
783         else if (td_trim(td))
784                 ddir = DDIR_TRIM;
785         else
786                 ddir = DDIR_INVAL;
787
788         if (!should_check_rate(td)) {
789                 /*
790                  * avoid time-consuming call to utime_since_now() if rate checking
791                  * isn't being used. this imrpoves IOPs 50%. See:
792                  * https://github.com/axboe/fio/issues/1501#issuecomment-1418327049
793                  */
794                 td->rwmix_ddir = ddir;
795         } else
796                 td->rwmix_ddir = rate_ddir(td, ddir);
797         return td->rwmix_ddir;
798 }
799
800 static void set_rw_ddir(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
801 {
802         enum fio_ddir ddir = get_rw_ddir(td);
803
804         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_ZBD)
805                 ddir = zbd_adjust_ddir(td, io_u, ddir);
806
807         if (td_trimwrite(td)) {
808                 struct fio_file *f = io_u->file;
809                 if (f->last_start[DDIR_WRITE] == f->last_start[DDIR_TRIM])
810                         ddir = DDIR_TRIM;
811                 else
812                         ddir = DDIR_WRITE;
813         }
814
815         io_u->ddir = io_u->acct_ddir = ddir;
816
817         if (io_u->ddir == DDIR_WRITE && td_ioengine_flagged(td, FIO_BARRIER) &&
818             td->o.barrier_blocks &&
819            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.barrier_blocks) &&
820              td->io_issues[DDIR_WRITE])
821                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BARRIER);
822 }
823
824 void put_file_log(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
825 {
826         unsigned int ret = put_file(td, f);
827
828         if (ret)
829                 td_verror(td, ret, "file close");
830 }
831
832 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
833 {
834         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
835
836         zbd_put_io_u(td, io_u);
837
838         if (td->parent)
839                 td = td->parent;
840
841         if (needs_lock)
842                 __td_io_u_lock(td);
843
844         if (io_u->file && !(io_u->flags & IO_U_F_NO_FILE_PUT))
845                 put_file_log(td, io_u->file);
846
847         io_u->file = NULL;
848         io_u_set(td, io_u, IO_U_F_FREE);
849
850         if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
851                 td->cur_depth--;
852                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
853         }
854         io_u_qpush(&td->io_u_freelist, io_u);
855         td_io_u_free_notify(td);
856
857         if (needs_lock)
858                 __td_io_u_unlock(td);
859 }
860
861 void clear_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
862 {
863         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT);
864         put_io_u(td, io_u);
865 }
866
867 void requeue_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
868 {
869         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
870         struct io_u *__io_u = *io_u;
871         enum fio_ddir ddir = acct_ddir(__io_u);
872
873         dprint(FD_IO, "requeue %p\n", __io_u);
874
875         if (td->parent)
876                 td = td->parent;
877
878         if (needs_lock)
879                 __td_io_u_lock(td);
880
881         io_u_set(td, __io_u, IO_U_F_FREE);
882         if ((__io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT) && ddir_rw(ddir))
883                 td->io_issues[ddir]--;
884
885         io_u_clear(td, __io_u, IO_U_F_FLIGHT);
886         if (__io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
887                 td->cur_depth--;
888                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
889         }
890
891         io_u_rpush(&td->io_u_requeues, __io_u);
892         td_io_u_free_notify(td);
893
894         if (needs_lock)
895                 __td_io_u_unlock(td);
896
897         *io_u = NULL;
898 }
899
900 static void setup_strided_zone_mode(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
901 {
902         struct fio_file *f = io_u->file;
903
904         assert(td->o.zone_mode == ZONE_MODE_STRIDED);
905         assert(td->o.zone_size);
906         assert(td->o.zone_range);
907
908         /*
909          * See if it's time to switch to a new zone
910          */
911         if (td->zone_bytes >= td->o.zone_size) {
912                 td->zone_bytes = 0;
913                 f->file_offset += td->o.zone_range + td->o.zone_skip;
914
915                 /*
916                  * Wrap from the beginning, if we exceed the file size
917                  */
918                 if (f->file_offset >= f->real_file_size)
919                         f->file_offset = get_start_offset(td, f);
920
921                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
922                 td->io_skip_bytes += td->o.zone_skip;
923         }
924
925         /*
926          * If zone_size > zone_range, then maintain the same zone until
927          * zone_bytes >= zone_size.
928          */
929         if (f->last_pos[io_u->ddir] >= (f->file_offset + td->o.zone_range)) {
930                 dprint(FD_IO, "io_u maintain zone offset=%" PRIu64 "/last_pos=%" PRIu64 "\n",
931                                 f->file_offset, f->last_pos[io_u->ddir]);
932                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
933         }
934
935         /*
936          * For random: if 'norandommap' is not set and zone_size > zone_range,
937          * map needs to be reset as it's done with zone_range everytime.
938          */
939         if ((td->zone_bytes % td->o.zone_range) == 0)
940                 fio_file_reset(td, f);
941 }
942
943 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
944 {
945         bool is_random;
946         uint64_t offset;
947         enum io_u_action ret;
948
949         if (td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO))
950                 goto out;
951
952         set_rw_ddir(td, io_u);
953
954         if (io_u->ddir == DDIR_INVAL) {
955                 dprint(FD_IO, "invalid direction received ddir = %d", io_u->ddir);
956                 return 1;
957         }
958         /*
959          * fsync() or fdatasync() or trim etc, we are done
960          */
961         if (!ddir_rw(io_u->ddir))
962                 goto out;
963
964         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_STRIDED)
965                 setup_strided_zone_mode(td, io_u);
966         else if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_ZBD)
967                 setup_zbd_zone_mode(td, io_u);
968
969         /*
970          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next buflen and
971          * position.
972          */
973         if (get_next_offset(td, io_u, &is_random)) {
974                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting offset\n", io_u);
975                 return 1;
976         }
977
978         io_u->buflen = get_next_buflen(td, io_u, is_random);
979         if (!io_u->buflen) {
980                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting buflen\n", io_u);
981                 return 1;
982         }
983
984         offset = io_u->offset;
985         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_ZBD) {
986                 ret = zbd_adjust_block(td, io_u);
987                 if (ret == io_u_eof)
988                         return 1;
989         }
990
991         if (io_u->offset + io_u->buflen > io_u->file->real_file_size) {
992                 dprint(FD_IO, "io_u %p, off=0x%llx + len=0x%llx exceeds file size=0x%llx\n",
993                         io_u,
994                         (unsigned long long) io_u->offset, io_u->buflen,
995                         (unsigned long long) io_u->file->real_file_size);
996                 return 1;
997         }
998
999         /*
1000          * mark entry before potentially trimming io_u
1001          */
1002         if (td_random(td) && file_randommap(td, io_u->file))
1003                 io_u->buflen = mark_random_map(td, io_u, offset, io_u->buflen);
1004
1005 out:
1006         dprint_io_u(io_u, "fill");
1007         io_u->verify_offset = io_u->offset;
1008         td->zone_bytes += io_u->buflen;
1009         return 0;
1010 }
1011
1012 static void __io_u_mark_map(uint64_t *map, unsigned int nr)
1013 {
1014         int idx = 0;
1015
1016         switch (nr) {
1017         default:
1018                 idx = 6;
1019                 break;
1020         case 33 ... 64:
1021                 idx = 5;
1022                 break;
1023         case 17 ... 32:
1024                 idx = 4;
1025                 break;
1026         case 9 ... 16:
1027                 idx = 3;
1028                 break;
1029         case 5 ... 8:
1030                 idx = 2;
1031                 break;
1032         case 1 ... 4:
1033                 idx = 1;
1034                 fio_fallthrough;
1035         case 0:
1036                 break;
1037         }
1038
1039         map[idx]++;
1040 }
1041
1042 void io_u_mark_submit(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1043 {
1044         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_submit, nr);
1045         td->ts.total_submit++;
1046 }
1047
1048 void io_u_mark_complete(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1049 {
1050         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_complete, nr);
1051         td->ts.total_complete++;
1052 }
1053
1054 void io_u_mark_depth(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1055 {
1056         int idx = 0;
1057
1058         switch (td->cur_depth) {
1059         default:
1060                 idx = 6;
1061                 break;
1062         case 32 ... 63:
1063                 idx = 5;
1064                 break;
1065         case 16 ... 31:
1066                 idx = 4;
1067                 break;
1068         case 8 ... 15:
1069                 idx = 3;
1070                 break;
1071         case 4 ... 7:
1072                 idx = 2;
1073                 break;
1074         case 2 ... 3:
1075                 idx = 1;
1076                 fio_fallthrough;
1077         case 1:
1078                 break;
1079         }
1080
1081         td->ts.io_u_map[idx] += nr;
1082 }
1083
1084 static void io_u_mark_lat_nsec(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1085 {
1086         int idx = 0;
1087
1088         assert(nsec < 1000);
1089
1090         switch (nsec) {
1091         case 750 ... 999:
1092                 idx = 9;
1093                 break;
1094         case 500 ... 749:
1095                 idx = 8;
1096                 break;
1097         case 250 ... 499:
1098                 idx = 7;
1099                 break;
1100         case 100 ... 249:
1101                 idx = 6;
1102                 break;
1103         case 50 ... 99:
1104                 idx = 5;
1105                 break;
1106         case 20 ... 49:
1107                 idx = 4;
1108                 break;
1109         case 10 ... 19:
1110                 idx = 3;
1111                 break;
1112         case 4 ... 9:
1113                 idx = 2;
1114                 break;
1115         case 2 ... 3:
1116                 idx = 1;
1117                 fio_fallthrough;
1118         case 0 ... 1:
1119                 break;
1120         }
1121
1122         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_N_NR);
1123         td->ts.io_u_lat_n[idx]++;
1124 }
1125
1126 static void io_u_mark_lat_usec(struct thread_data *td, unsigned long long usec)
1127 {
1128         int idx = 0;
1129
1130         assert(usec < 1000 && usec >= 1);
1131
1132         switch (usec) {
1133         case 750 ... 999:
1134                 idx = 9;
1135                 break;
1136         case 500 ... 749:
1137                 idx = 8;
1138                 break;
1139         case 250 ... 499:
1140                 idx = 7;
1141                 break;
1142         case 100 ... 249:
1143                 idx = 6;
1144                 break;
1145         case 50 ... 99:
1146                 idx = 5;
1147                 break;
1148         case 20 ... 49:
1149                 idx = 4;
1150                 break;
1151         case 10 ... 19:
1152                 idx = 3;
1153                 break;
1154         case 4 ... 9:
1155                 idx = 2;
1156                 break;
1157         case 2 ... 3:
1158                 idx = 1;
1159                 fio_fallthrough;
1160         case 0 ... 1:
1161                 break;
1162         }
1163
1164         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_U_NR);
1165         td->ts.io_u_lat_u[idx]++;
1166 }
1167
1168 static void io_u_mark_lat_msec(struct thread_data *td, unsigned long long msec)
1169 {
1170         int idx = 0;
1171
1172         assert(msec >= 1);
1173
1174         switch (msec) {
1175         default:
1176                 idx = 11;
1177                 break;
1178         case 1000 ... 1999:
1179                 idx = 10;
1180                 break;
1181         case 750 ... 999:
1182                 idx = 9;
1183                 break;
1184         case 500 ... 749:
1185                 idx = 8;
1186                 break;
1187         case 250 ... 499:
1188                 idx = 7;
1189                 break;
1190         case 100 ... 249:
1191                 idx = 6;
1192                 break;
1193         case 50 ... 99:
1194                 idx = 5;
1195                 break;
1196         case 20 ... 49:
1197                 idx = 4;
1198                 break;
1199         case 10 ... 19:
1200                 idx = 3;
1201                 break;
1202         case 4 ... 9:
1203                 idx = 2;
1204                 break;
1205         case 2 ... 3:
1206                 idx = 1;
1207                 fio_fallthrough;
1208         case 0 ... 1:
1209                 break;
1210         }
1211
1212         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_M_NR);
1213         td->ts.io_u_lat_m[idx]++;
1214 }
1215
1216 static void io_u_mark_latency(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1217 {
1218         if (nsec < 1000)
1219                 io_u_mark_lat_nsec(td, nsec);
1220         else if (nsec < 1000000)
1221                 io_u_mark_lat_usec(td, nsec / 1000);
1222         else
1223                 io_u_mark_lat_msec(td, nsec / 1000000);
1224 }
1225
1226 static unsigned int __get_next_fileno_rand(struct thread_data *td)
1227 {
1228         unsigned long fileno;
1229
1230         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RANDOM) {
1231                 uint64_t frand_max = rand_max(&td->next_file_state);
1232                 unsigned long r;
1233
1234                 r = __rand(&td->next_file_state);
1235                 return (unsigned int) ((double) td->o.nr_files
1236                                 * (r / (frand_max + 1.0)));
1237         }
1238
1239         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_ZIPF)
1240                 fileno = zipf_next(&td->next_file_zipf);
1241         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_PARETO)
1242                 fileno = pareto_next(&td->next_file_zipf);
1243         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_GAUSS)
1244                 fileno = gauss_next(&td->next_file_gauss);
1245         else {
1246                 log_err("fio: bad file service type: %d\n", td->o.file_service_type);
1247                 assert(0);
1248                 return 0;
1249         }
1250
1251         return fileno >> FIO_FSERVICE_SHIFT;
1252 }
1253
1254 /*
1255  * Get next file to service by choosing one at random
1256  */
1257 static struct fio_file *get_next_file_rand(struct thread_data *td,
1258                                            enum fio_file_flags goodf,
1259                                            enum fio_file_flags badf)
1260 {
1261         struct fio_file *f;
1262         int fno;
1263
1264         do {
1265                 int opened = 0;
1266
1267                 fno = __get_next_fileno_rand(td);
1268
1269                 f = td->files[fno];
1270                 if (fio_file_done(f))
1271                         continue;
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                                 continue;
1282                         opened = 1;
1283                 }
1284
1285                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf)) {
1286                         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rand: %p\n", f);
1287                         return f;
1288                 }
1289                 if (opened)
1290                         td_io_close_file(td, f);
1291         } while (1);
1292 }
1293
1294 /*
1295  * Get next file to service by doing round robin between all available ones
1296  */
1297 static struct fio_file *get_next_file_rr(struct thread_data *td, int goodf,
1298                                          int badf)
1299 {
1300         unsigned int old_next_file = td->next_file;
1301         struct fio_file *f;
1302
1303         do {
1304                 int opened = 0;
1305
1306                 f = td->files[td->next_file];
1307
1308                 td->next_file++;
1309                 if (td->next_file >= td->o.nr_files)
1310                         td->next_file = 0;
1311
1312                 dprint(FD_FILE, "trying file %s %x\n", f->file_name, f->flags);
1313                 if (fio_file_done(f)) {
1314                         f = NULL;
1315                         continue;
1316                 }
1317
1318                 if (!fio_file_open(f)) {
1319                         int err;
1320
1321                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1322                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1323
1324                         err = td_io_open_file(td, f);
1325                         if (err) {
1326                                 dprint(FD_FILE, "error %d on open of %s\n",
1327                                         err, f->file_name);
1328                                 f = NULL;
1329                                 continue;
1330                         }
1331                         opened = 1;
1332                 }
1333
1334                 dprint(FD_FILE, "goodf=%x, badf=%x, ff=%x\n", goodf, badf,
1335                                                                 f->flags);
1336                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf))
1337                         break;
1338
1339                 if (opened)
1340                         td_io_close_file(td, f);
1341
1342                 f = NULL;
1343         } while (td->next_file != old_next_file);
1344
1345         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rr: %p\n", f);
1346         return f;
1347 }
1348
1349 static struct fio_file *__get_next_file(struct thread_data *td)
1350 {
1351         struct fio_file *f;
1352
1353         assert(td->o.nr_files <= td->files_index);
1354
1355         if (td->nr_done_files >= td->o.nr_files) {
1356                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: nr_open=%d, nr_done=%d,"
1357                                 " nr_files=%d\n", td->nr_open_files,
1358                                                   td->nr_done_files,
1359                                                   td->o.nr_files);
1360                 return NULL;
1361         }
1362
1363         f = td->file_service_file;
1364         if (f && fio_file_open(f) && !fio_file_closing(f)) {
1365                 if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1366                         goto out;
1367                 if (td->file_service_left) {
1368                   td->file_service_left--;
1369                   goto out;
1370                 }
1371         }
1372
1373         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RR ||
1374             td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1375                 f = get_next_file_rr(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1376         else
1377                 f = get_next_file_rand(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1378
1379         if (IS_ERR(f))
1380                 return f;
1381
1382         td->file_service_file = f;
1383         td->file_service_left = td->file_service_nr - 1;
1384 out:
1385         if (f)
1386                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: %p [%s]\n", f, f->file_name);
1387         else
1388                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: NULL\n");
1389         return f;
1390 }
1391
1392 static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
1393 {
1394         return __get_next_file(td);
1395 }
1396
1397 static long set_io_u_file(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1398 {
1399         struct fio_file *f;
1400
1401         do {
1402                 f = get_next_file(td);
1403                 if (IS_ERR_OR_NULL(f))
1404                         return PTR_ERR(f);
1405
1406                 io_u->file = f;
1407                 get_file(f);
1408
1409                 if (!fill_io_u(td, io_u))
1410                         break;
1411
1412                 zbd_put_io_u(td, io_u);
1413
1414                 put_file_log(td, f);
1415                 td_io_close_file(td, f);
1416                 io_u->file = NULL;
1417                 if (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)
1418                         fio_file_reset(td, f);
1419                 else {
1420                         fio_file_set_done(f);
1421                         td->nr_done_files++;
1422                         dprint(FD_FILE, "%s: is done (%d of %d)\n", f->file_name,
1423                                         td->nr_done_files, td->o.nr_files);
1424                 }
1425         } while (1);
1426
1427         return 0;
1428 }
1429
1430 static void lat_fatal(struct thread_data *td, struct io_u *io_u, struct io_completion_data *icd,
1431                       unsigned long long tnsec, unsigned long long max_nsec)
1432 {
1433         if (!td->error) {
1434                 log_err("fio: latency of %llu nsec exceeds specified max (%llu nsec): %s %s %llu %llu\n",
1435                                         tnsec, max_nsec,
1436                                         io_u->file->file_name,
1437                                         io_ddir_name(io_u->ddir),
1438                                         io_u->offset, io_u->buflen);
1439         }
1440         td_verror(td, ETIMEDOUT, "max latency exceeded");
1441         icd->error = ETIMEDOUT;
1442 }
1443
1444 static void lat_new_cycle(struct thread_data *td)
1445 {
1446         fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1447         td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1448         td->latency_failed = 0;
1449 }
1450
1451 /*
1452  * We had an IO outside the latency target. Reduce the queue depth. If we
1453  * are at QD=1, then it's time to give up.
1454  */
1455 static bool __lat_target_failed(struct thread_data *td)
1456 {
1457         if (td->latency_qd == 1)
1458                 return true;
1459
1460         td->latency_qd_high = td->latency_qd;
1461
1462         if (td->latency_qd == td->latency_qd_low)
1463                 td->latency_qd_low--;
1464
1465         td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_low) / 2;
1466         td->latency_stable_count = 0;
1467
1468         dprint(FD_RATE, "Ramped down: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1469
1470         /*
1471          * When we ramp QD down, quiesce existing IO to prevent
1472          * a storm of ramp downs due to pending higher depth.
1473          */
1474         io_u_quiesce(td);
1475         lat_new_cycle(td);
1476         return false;
1477 }
1478
1479 static bool lat_target_failed(struct thread_data *td)
1480 {
1481         if (td->o.latency_percentile.u.f == 100.0)
1482                 return __lat_target_failed(td);
1483
1484         td->latency_failed++;
1485         return false;
1486 }
1487
1488 void lat_target_init(struct thread_data *td)
1489 {
1490         td->latency_end_run = 0;
1491
1492         if (td->o.latency_target) {
1493                 dprint(FD_RATE, "Latency target=%llu\n", td->o.latency_target);
1494                 fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1495                 td->latency_qd = 1;
1496                 td->latency_qd_high = td->o.iodepth;
1497                 td->latency_qd_low = 1;
1498                 td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1499         } else
1500                 td->latency_qd = td->o.iodepth;
1501 }
1502
1503 void lat_target_reset(struct thread_data *td)
1504 {
1505         if (!td->latency_end_run)
1506                 lat_target_init(td);
1507 }
1508
1509 static void lat_target_success(struct thread_data *td)
1510 {
1511         const unsigned int qd = td->latency_qd;
1512         struct thread_options *o = &td->o;
1513
1514         td->latency_qd_low = td->latency_qd;
1515
1516         if (td->latency_qd + 1 == td->latency_qd_high) {
1517                 /*
1518                  * latency_qd will not incease on lat_target_success(), so
1519                  * called stable. If we stick with this queue depth, the
1520                  * final latency is likely lower than latency_target. Fix
1521                  * this by increasing latency_qd_high slowly. Use a naive
1522                  * heuristic here. If we get lat_target_success() 3 times
1523                  * in a row, increase latency_qd_high by 1.
1524                  */
1525                 if (++td->latency_stable_count >= 3) {
1526                         td->latency_qd_high++;
1527                         td->latency_stable_count = 0;
1528                 }
1529         }
1530
1531         /*
1532          * If we haven't failed yet, we double up to a failing value instead
1533          * of bisecting from highest possible queue depth. If we have set
1534          * a limit other than td->o.iodepth, bisect between that.
1535          */
1536         if (td->latency_qd_high != o->iodepth)
1537                 td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_high) / 2;
1538         else
1539                 td->latency_qd *= 2;
1540
1541         if (td->latency_qd > o->iodepth)
1542                 td->latency_qd = o->iodepth;
1543
1544         dprint(FD_RATE, "Ramped up: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1545
1546         /*
1547          * Same as last one, we are done. Let it run a latency cycle, so
1548          * we get only the results from the targeted depth.
1549          */
1550         if (!o->latency_run && td->latency_qd == qd) {
1551                 if (td->latency_end_run) {
1552                         dprint(FD_RATE, "We are done\n");
1553                         td->done = 1;
1554                 } else {
1555                         dprint(FD_RATE, "Quiesce and final run\n");
1556                         io_u_quiesce(td);
1557                         td->latency_end_run = 1;
1558                         reset_all_stats(td);
1559                         reset_io_stats(td);
1560                 }
1561         }
1562
1563         lat_new_cycle(td);
1564 }
1565
1566 /*
1567  * Check if we can bump the queue depth
1568  */
1569 void lat_target_check(struct thread_data *td)
1570 {
1571         uint64_t usec_window;
1572         uint64_t ios;
1573         double success_ios;
1574
1575         usec_window = utime_since_now(&td->latency_ts);
1576         if (usec_window < td->o.latency_window)
1577                 return;
1578
1579         ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks) - td->latency_ios;
1580         success_ios = (double) (ios - td->latency_failed) / (double) ios;
1581         success_ios *= 100.0;
1582
1583         dprint(FD_RATE, "Success rate: %.2f%% (target %.2f%%)\n", success_ios, td->o.latency_percentile.u.f);
1584
1585         if (success_ios >= td->o.latency_percentile.u.f)
1586                 lat_target_success(td);
1587         else
1588                 __lat_target_failed(td);
1589 }
1590
1591 /*
1592  * If latency target is enabled, we might be ramping up or down and not
1593  * using the full queue depth available.
1594  */
1595 bool queue_full(const struct thread_data *td)
1596 {
1597         const int qempty = io_u_qempty(&td->io_u_freelist);
1598
1599         if (qempty)
1600                 return true;
1601         if (!td->o.latency_target)
1602                 return false;
1603
1604         return td->cur_depth >= td->latency_qd;
1605 }
1606
1607 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
1608 {
1609         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
1610         struct io_u *io_u = NULL;
1611         int ret;
1612
1613         if (td->stop_io)
1614                 return NULL;
1615
1616         if (needs_lock)
1617                 __td_io_u_lock(td);
1618
1619 again:
1620         if (!io_u_rempty(&td->io_u_requeues)) {
1621                 io_u = io_u_rpop(&td->io_u_requeues);
1622                 io_u->resid = 0;
1623         } else if (!queue_full(td)) {
1624                 io_u = io_u_qpop(&td->io_u_freelist);
1625
1626                 io_u->file = NULL;
1627                 io_u->buflen = 0;
1628                 io_u->resid = 0;
1629                 io_u->end_io = NULL;
1630         }
1631
1632         if (io_u) {
1633                 assert(io_u->flags & IO_U_F_FREE);
1634                 io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FREE | IO_U_F_NO_FILE_PUT |
1635                                  IO_U_F_TRIMMED | IO_U_F_BARRIER |
1636                                  IO_U_F_VER_LIST);
1637
1638                 io_u->error = 0;
1639                 io_u->acct_ddir = -1;
1640                 td->cur_depth++;
1641                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1642                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_IN_CUR_DEPTH);
1643                 io_u->ipo = NULL;
1644         } else if (td_async_processing(td)) {
1645                 /*
1646                  * We ran out, wait for async verify threads to finish and
1647                  * return one
1648                  */
1649                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1650                 ret = pthread_cond_wait(&td->free_cond, &td->io_u_lock);
1651                 assert(ret == 0);
1652                 if (!td->error)
1653                         goto again;
1654         }
1655
1656         if (needs_lock)
1657                 __td_io_u_unlock(td);
1658
1659         return io_u;
1660 }
1661
1662 static bool check_get_trim(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1663 {
1664         if (!(td->flags & TD_F_TRIM_BACKLOG))
1665                 return false;
1666         if (!td->trim_entries)
1667                 return false;
1668
1669         if (td->trim_batch) {
1670                 td->trim_batch--;
1671                 if (get_next_trim(td, io_u))
1672                         return true;
1673         } else if (!(td->io_hist_len % td->o.trim_backlog) &&
1674                      td->last_ddir != DDIR_READ) {
1675                 td->trim_batch = td->o.trim_batch;
1676                 if (!td->trim_batch)
1677                         td->trim_batch = td->o.trim_backlog;
1678                 if (get_next_trim(td, io_u))
1679                         return true;
1680         }
1681
1682         return false;
1683 }
1684
1685 static bool check_get_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1686 {
1687         if (!(td->flags & TD_F_VER_BACKLOG))
1688                 return false;
1689
1690         if (td->io_hist_len) {
1691                 int get_verify = 0;
1692
1693                 if (td->verify_batch)
1694                         get_verify = 1;
1695                 else if (!(td->io_hist_len % td->o.verify_backlog) &&
1696                          td->last_ddir != DDIR_READ) {
1697                         td->verify_batch = td->o.verify_batch;
1698                         if (!td->verify_batch)
1699                                 td->verify_batch = td->o.verify_backlog;
1700                         get_verify = 1;
1701                 }
1702
1703                 if (get_verify && !get_next_verify(td, io_u)) {
1704                         td->verify_batch--;
1705                         return true;
1706                 }
1707         }
1708
1709         return false;
1710 }
1711
1712 /*
1713  * Fill offset and start time into the buffer content, to prevent too
1714  * easy compressible data for simple de-dupe attempts. Do this for every
1715  * 512b block in the range, since that should be the smallest block size
1716  * we can expect from a device.
1717  */
1718 static void small_content_scramble(struct io_u *io_u)
1719 {
1720         unsigned long long i, nr_blocks = io_u->buflen >> 9;
1721         unsigned int offset;
1722         uint64_t boffset, *iptr;
1723         char *p;
1724
1725         if (!nr_blocks)
1726                 return;
1727
1728         p = io_u->xfer_buf;
1729         boffset = io_u->offset;
1730
1731         if (io_u->buf_filled_len)
1732                 io_u->buf_filled_len = 0;
1733
1734         /*
1735          * Generate random index between 0..7. We do chunks of 512b, if
1736          * we assume a cacheline is 64 bytes, then we have 8 of those.
1737          * Scramble content within the blocks in the same cacheline to
1738          * speed things up.
1739          */
1740         offset = (io_u->start_time.tv_nsec ^ boffset) & 7;
1741
1742         for (i = 0; i < nr_blocks; i++) {
1743                 /*
1744                  * Fill offset into start of cacheline, time into end
1745                  * of cacheline
1746                  */
1747                 iptr = (void *) p + (offset << 6);
1748                 *iptr = boffset;
1749
1750                 iptr = (void *) p + 64 - 2 * sizeof(uint64_t);
1751                 iptr[0] = io_u->start_time.tv_sec;
1752                 iptr[1] = io_u->start_time.tv_nsec;
1753
1754                 p += 512;
1755                 boffset += 512;
1756         }
1757 }
1758
1759 /*
1760  * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
1761  * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped, populated and submitted.
1762  */
1763 struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
1764 {
1765         struct fio_file *f;
1766         struct io_u *io_u;
1767         int do_scramble = 0;
1768         long ret = 0;
1769
1770         io_u = __get_io_u(td);
1771         if (!io_u) {
1772                 dprint(FD_IO, "__get_io_u failed\n");
1773                 return NULL;
1774         }
1775
1776         if (check_get_verify(td, io_u))
1777                 goto out;
1778         if (check_get_trim(td, io_u))
1779                 goto out;
1780
1781         /*
1782          * from a requeue, io_u already setup
1783          */
1784         if (io_u->file)
1785                 goto out;
1786
1787         /*
1788          * If using an iolog, grab next piece if any available.
1789          */
1790         if (td->flags & TD_F_READ_IOLOG) {
1791                 if (read_iolog_get(td, io_u))
1792                         goto err_put;
1793         } else if (set_io_u_file(td, io_u)) {
1794                 ret = -EBUSY;
1795                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1796                 goto err_put;
1797         }
1798
1799         f = io_u->file;
1800         if (!f) {
1801                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1802                 goto err_put;
1803         }
1804
1805         assert(fio_file_open(f));
1806
1807         if (ddir_rw(io_u->ddir)) {
1808                 if (!io_u->buflen && !td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO)) {
1809                         dprint(FD_IO, "get_io_u: zero buflen on %p\n", io_u);
1810                         goto err_put;
1811                 }
1812
1813                 f->last_start[io_u->ddir] = io_u->offset;
1814                 f->last_pos[io_u->ddir] = io_u->offset + io_u->buflen;
1815
1816                 if (io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
1817                         if (td->flags & TD_F_REFILL_BUFFERS) {
1818                                 io_u_fill_buffer(td, io_u,
1819                                         td->o.min_bs[DDIR_WRITE],
1820                                         io_u->buflen);
1821                         } else if ((td->flags & TD_F_SCRAMBLE_BUFFERS) &&
1822                                    !(td->flags & TD_F_COMPRESS) &&
1823                                    !(td->flags & TD_F_DO_VERIFY))
1824                                 do_scramble = 1;
1825                 } else if (io_u->ddir == DDIR_READ) {
1826                         /*
1827                          * Reset the buf_filled parameters so next time if the
1828                          * buffer is used for writes it is refilled.
1829                          */
1830                         io_u->buf_filled_len = 0;
1831                 }
1832         }
1833
1834         /*
1835          * Set io data pointers.
1836          */
1837         io_u->xfer_buf = io_u->buf;
1838         io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
1839
1840         /*
1841          * Remember the issuing context priority. The IO engine may change this.
1842          */
1843         io_u->ioprio = td->ioprio;
1844         io_u->clat_prio_index = 0;
1845 out:
1846         assert(io_u->file);
1847         if (!td_io_prep(td, io_u)) {
1848                 if (!td->o.disable_lat)
1849                         fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
1850
1851                 if (do_scramble)
1852                         small_content_scramble(io_u);
1853
1854                 return io_u;
1855         }
1856 err_put:
1857         dprint(FD_IO, "get_io_u failed\n");
1858         put_io_u(td, io_u);
1859         return ERR_PTR(ret);
1860 }
1861
1862 static void __io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1863 {
1864         enum error_type_bit eb = td_error_type(io_u->ddir, io_u->error);
1865
1866         if (td_non_fatal_error(td, eb, io_u->error) && !td->o.error_dump)
1867                 return;
1868
1869         log_err("fio: io_u error%s%s: %s: %s offset=%llu, buflen=%llu\n",
1870                 io_u->file ? " on file " : "",
1871                 io_u->file ? io_u->file->file_name : "",
1872                 strerror(io_u->error),
1873                 io_ddir_name(io_u->ddir),
1874                 io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
1875
1876         if (td->io_ops->errdetails) {
1877                 char *err = td->io_ops->errdetails(io_u);
1878
1879                 log_err("fio: %s\n", err);
1880                 free(err);
1881         }
1882
1883         if (!td->error)
1884                 td_verror(td, io_u->error, "io_u error");
1885 }
1886
1887 void io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1888 {
1889         __io_u_log_error(td, io_u);
1890         if (td->parent)
1891                 __io_u_log_error(td->parent, io_u);
1892 }
1893
1894 static inline bool gtod_reduce(struct thread_data *td)
1895 {
1896         return (td->o.disable_clat && td->o.disable_slat && td->o.disable_bw)
1897                         || td->o.gtod_reduce;
1898 }
1899
1900 static void trim_block_info(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1901 {
1902         uint32_t *info = io_u_block_info(td, io_u);
1903
1904         if (BLOCK_INFO_STATE(*info) >= BLOCK_STATE_TRIM_FAILURE)
1905                 return;
1906
1907         *info = BLOCK_INFO(BLOCK_STATE_TRIMMED, BLOCK_INFO_TRIMS(*info) + 1);
1908 }
1909
1910 static void account_io_completion(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1911                                   struct io_completion_data *icd,
1912                                   const enum fio_ddir idx, unsigned int bytes)
1913 {
1914         const int no_reduce = !gtod_reduce(td);
1915         unsigned long long llnsec = 0;
1916
1917         if (td->parent)
1918                 td = td->parent;
1919
1920         if (!td->o.stats || td_ioengine_flagged(td, FIO_NOSTATS))
1921                 return;
1922
1923         if (no_reduce)
1924                 llnsec = ntime_since(&io_u->issue_time, &icd->time);
1925
1926         if (!td->o.disable_lat) {
1927                 unsigned long long tnsec;
1928
1929                 tnsec = ntime_since(&io_u->start_time, &icd->time);
1930                 add_lat_sample(td, idx, tnsec, bytes, io_u->offset,
1931                                io_u->ioprio, io_u->clat_prio_index);
1932
1933                 if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
1934                         struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
1935
1936                         if (ops->io_u_lat)
1937                                 icd->error = ops->io_u_lat(td, tnsec);
1938                 }
1939
1940                 if (ddir_rw(idx)) {
1941                         if (td->o.max_latency[idx] && tnsec > td->o.max_latency[idx])
1942                                 lat_fatal(td, io_u, icd, tnsec, td->o.max_latency[idx]);
1943                         if (td->o.latency_target && tnsec > td->o.latency_target) {
1944                                 if (lat_target_failed(td))
1945                                         lat_fatal(td, io_u, icd, tnsec, td->o.latency_target);
1946                         }
1947                 }
1948         }
1949
1950         if (ddir_rw(idx)) {
1951                 if (!td->o.disable_clat) {
1952                         add_clat_sample(td, idx, llnsec, bytes, io_u->offset,
1953                                         io_u->ioprio, io_u->clat_prio_index);
1954                         io_u_mark_latency(td, llnsec);
1955                 }
1956
1957                 if (!td->o.disable_bw && per_unit_log(td->bw_log))
1958                         add_bw_sample(td, io_u, bytes, llnsec);
1959
1960                 if (no_reduce && per_unit_log(td->iops_log))
1961                         add_iops_sample(td, io_u, bytes);
1962         } else if (ddir_sync(idx) && !td->o.disable_clat)
1963                 add_sync_clat_sample(&td->ts, llnsec);
1964
1965         if (td->ts.nr_block_infos && io_u->ddir == DDIR_TRIM)
1966                 trim_block_info(td, io_u);
1967 }
1968
1969 static void file_log_write_comp(const struct thread_data *td, struct fio_file *f,
1970                                 uint64_t offset, unsigned int bytes)
1971 {
1972         int idx;
1973
1974         if (!f)
1975                 return;
1976
1977         if (f->first_write == -1ULL || offset < f->first_write)
1978                 f->first_write = offset;
1979         if (f->last_write == -1ULL || ((offset + bytes) > f->last_write))
1980                 f->last_write = offset + bytes;
1981
1982         if (!f->last_write_comp)
1983                 return;
1984
1985         idx = f->last_write_idx++;
1986         f->last_write_comp[idx] = offset;
1987         if (f->last_write_idx == td->o.iodepth)
1988                 f->last_write_idx = 0;
1989 }
1990
1991 static bool should_account(struct thread_data *td)
1992 {
1993         return ramp_time_over(td) && (td->runstate == TD_RUNNING ||
1994                                            td->runstate == TD_VERIFYING);
1995 }
1996
1997 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u **io_u_ptr,
1998                          struct io_completion_data *icd)
1999 {
2000         struct io_u *io_u = *io_u_ptr;
2001         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
2002         struct fio_file *f = io_u->file;
2003
2004         dprint_io_u(io_u, "complete");
2005
2006         assert(io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT);
2007         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT | IO_U_F_BUSY_OK);
2008
2009         /*
2010          * Mark IO ok to verify
2011          */
2012         if (io_u->ipo) {
2013                 /*
2014                  * Remove errored entry from the verification list
2015                  */
2016                 if (io_u->error)
2017                         unlog_io_piece(td, io_u);
2018                 else {
2019                         atomic_store_release(&io_u->ipo->flags,
2020                                         io_u->ipo->flags & ~IP_F_IN_FLIGHT);
2021                 }
2022         }
2023
2024         if (ddir_sync(ddir)) {
2025                 td->last_was_sync = true;
2026                 if (f) {
2027                         f->first_write = -1ULL;
2028                         f->last_write = -1ULL;
2029                 }
2030                 if (should_account(td))
2031                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, io_u->buflen);
2032                 return;
2033         }
2034
2035         td->last_was_sync = false;
2036         td->last_ddir = ddir;
2037
2038         if (!io_u->error && ddir_rw(ddir)) {
2039                 unsigned long long bytes = io_u->xfer_buflen - io_u->resid;
2040                 int ret;
2041
2042                 /*
2043                  * Make sure we notice short IO from here, and requeue them
2044                  * appropriately!
2045                  */
2046                 if (bytes && io_u->resid) {
2047                         io_u->xfer_buflen = io_u->resid;
2048                         io_u->xfer_buf += bytes;
2049                         io_u->offset += bytes;
2050                         td->ts.short_io_u[io_u->ddir]++;
2051                         if (io_u->offset < io_u->file->real_file_size) {
2052                                 requeue_io_u(td, io_u_ptr);
2053                                 return;
2054                         }
2055                 }
2056
2057                 td->io_blocks[ddir]++;
2058                 td->io_bytes[ddir] += bytes;
2059
2060                 if (!(io_u->flags & IO_U_F_VER_LIST)) {
2061                         td->this_io_blocks[ddir]++;
2062                         td->this_io_bytes[ddir] += bytes;
2063                 }
2064
2065                 if (ddir == DDIR_WRITE)
2066                         file_log_write_comp(td, f, io_u->offset, bytes);
2067
2068                 if (should_account(td))
2069                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, bytes);
2070
2071                 icd->bytes_done[ddir] += bytes;
2072
2073                 if (io_u->end_io) {
2074                         ret = io_u->end_io(td, io_u_ptr);
2075                         io_u = *io_u_ptr;
2076                         if (ret && !icd->error)
2077                                 icd->error = ret;
2078                 }
2079         } else if (io_u->error) {
2080                 icd->error = io_u->error;
2081                 io_u_log_error(td, io_u);
2082         }
2083         if (icd->error) {
2084                 enum error_type_bit eb = td_error_type(ddir, icd->error);
2085
2086                 if (!td_non_fatal_error(td, eb, icd->error))
2087                         return;
2088
2089                 /*
2090                  * If there is a non_fatal error, then add to the error count
2091                  * and clear all the errors.
2092                  */
2093                 update_error_count(td, icd->error);
2094                 td_clear_error(td);
2095                 icd->error = 0;
2096                 if (io_u)
2097                         io_u->error = 0;
2098         }
2099 }
2100
2101 static void init_icd(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
2102                      int nr)
2103 {
2104         int ddir;
2105
2106         if (!gtod_reduce(td))
2107                 fio_gettime(&icd->time, NULL);
2108
2109         icd->nr = nr;
2110
2111         icd->error = 0;
2112         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2113                 icd->bytes_done[ddir] = 0;
2114 }
2115
2116 static void ios_completed(struct thread_data *td,
2117                           struct io_completion_data *icd)
2118 {
2119         struct io_u *io_u;
2120         int i;
2121
2122         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
2123                 io_u = td->io_ops->event(td, i);
2124
2125                 io_completed(td, &io_u, icd);
2126
2127                 if (io_u)
2128                         put_io_u(td, io_u);
2129         }
2130 }
2131
2132 static void io_u_update_bytes_done(struct thread_data *td,
2133                                    struct io_completion_data *icd)
2134 {
2135         int ddir;
2136
2137         if (td->runstate == TD_VERIFYING) {
2138                 td->bytes_verified += icd->bytes_done[DDIR_READ];
2139                 return;
2140         }
2141
2142         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2143                 td->bytes_done[ddir] += icd->bytes_done[ddir];
2144 }
2145
2146 /*
2147  * Complete a single io_u for the sync engines.
2148  */
2149 int io_u_sync_complete(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2150 {
2151         struct io_completion_data icd;
2152
2153         init_icd(td, &icd, 1);
2154         io_completed(td, &io_u, &icd);
2155
2156         if (io_u)
2157                 put_io_u(td, io_u);
2158
2159         if (icd.error) {
2160                 td_verror(td, icd.error, "io_u_sync_complete");
2161                 return -1;
2162         }
2163
2164         io_u_update_bytes_done(td, &icd);
2165
2166         return 0;
2167 }
2168
2169 /*
2170  * Called to complete min_events number of io for the async engines.
2171  */
2172 int io_u_queued_complete(struct thread_data *td, int min_evts)
2173 {
2174         struct io_completion_data icd;
2175         struct timespec *tvp = NULL;
2176         int ret;
2177         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0, };
2178
2179         dprint(FD_IO, "io_u_queued_complete: min=%d\n", min_evts);
2180
2181         if (!min_evts)
2182                 tvp = &ts;
2183         else if (min_evts > td->cur_depth)
2184                 min_evts = td->cur_depth;
2185
2186         /* No worries, td_io_getevents fixes min and max if they are
2187          * set incorrectly */
2188         ret = td_io_getevents(td, min_evts, td->o.iodepth_batch_complete_max, tvp);
2189         if (ret < 0) {
2190                 td_verror(td, -ret, "td_io_getevents");
2191                 return ret;
2192         } else if (!ret)
2193                 return ret;
2194
2195         init_icd(td, &icd, ret);
2196         ios_completed(td, &icd);
2197         if (icd.error) {
2198                 td_verror(td, icd.error, "io_u_queued_complete");
2199                 return -1;
2200         }
2201
2202         io_u_update_bytes_done(td, &icd);
2203
2204         return ret;
2205 }
2206
2207 /*
2208  * Call when io_u is really queued, to update the submission latency.
2209  */
2210 void io_u_queued(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2211 {
2212         if (!td->o.disable_slat && ramp_time_over(td) && td->o.stats) {
2213                 unsigned long slat_time;
2214
2215                 slat_time = ntime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time);
2216
2217                 if (td->parent)
2218                         td = td->parent;
2219
2220                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, slat_time, io_u->xfer_buflen,
2221                                 io_u->offset, io_u->ioprio);
2222         }
2223 }
2224
2225 /*
2226  * See if we should reuse the last seed, if dedupe is enabled
2227  */
2228 static struct frand_state *get_buf_state(struct thread_data *td)
2229 {
2230         unsigned int v;
2231         unsigned long long i;
2232
2233         if (!td->o.dedupe_percentage)
2234                 return &td->buf_state;
2235         else if (td->o.dedupe_percentage == 100) {
2236                 frand_copy(&td->buf_state_prev, &td->buf_state);
2237                 return &td->buf_state;
2238         }
2239
2240         v = rand_between(&td->dedupe_state, 1, 100);
2241
2242         if (v <= td->o.dedupe_percentage)
2243                 switch (td->o.dedupe_mode) {
2244                 case DEDUPE_MODE_REPEAT:
2245                         /*
2246                         * The caller advances the returned frand_state.
2247                         * A copy of prev should be returned instead since
2248                         * a subsequent intention to generate a deduped buffer
2249                         * might result in generating a unique one
2250                         */
2251                         frand_copy(&td->buf_state_ret, &td->buf_state_prev);
2252                         return &td->buf_state_ret;
2253                 case DEDUPE_MODE_WORKING_SET:
2254                         i = rand_between(&td->dedupe_working_set_index_state, 0, td->num_unique_pages - 1);
2255                         frand_copy(&td->buf_state_ret, &td->dedupe_working_set_states[i]);
2256                         return &td->buf_state_ret;
2257                 default:
2258                         log_err("unexpected dedupe mode %u\n", td->o.dedupe_mode);
2259                         assert(0);
2260                 }
2261
2262         return &td->buf_state;
2263 }
2264
2265 static void save_buf_state(struct thread_data *td, struct frand_state *rs)
2266 {
2267         if (td->o.dedupe_percentage == 100)
2268                 frand_copy(rs, &td->buf_state_prev);
2269         else if (rs == &td->buf_state)
2270                 frand_copy(&td->buf_state_prev, rs);
2271 }
2272
2273 void fill_io_buffer(struct thread_data *td, void *buf, unsigned long long min_write,
2274                     unsigned long long max_bs)
2275 {
2276         struct thread_options *o = &td->o;
2277
2278         if (o->mem_type == MEM_CUDA_MALLOC)
2279                 return;
2280
2281         if (o->compress_percentage || o->dedupe_percentage) {
2282                 unsigned int perc = td->o.compress_percentage;
2283                 struct frand_state *rs = NULL;
2284                 unsigned long long left = max_bs;
2285                 unsigned long long this_write;
2286
2287                 do {
2288                         /*
2289                          * Buffers are either entirely dedupe-able or not.
2290                          * If we choose to dedup, the buffer should undergo
2291                          * the same manipulation as the original write. Which
2292                          * means we should retrack the steps we took for compression
2293                          * as well.
2294                          */
2295                         if (!rs)
2296                                 rs = get_buf_state(td);
2297
2298                         min_write = min(min_write, left);
2299
2300                         this_write = min_not_zero(min_write,
2301                                                 (unsigned long long) td->o.compress_chunk);
2302
2303                         fill_random_buf_percentage(rs, buf, perc,
2304                                 this_write, this_write,
2305                                 o->buffer_pattern,
2306                                 o->buffer_pattern_bytes);
2307
2308                         buf += this_write;
2309                         left -= this_write;
2310                         save_buf_state(td, rs);
2311                 } while (left);
2312         } else if (o->buffer_pattern_bytes)
2313                 fill_buffer_pattern(td, buf, max_bs);
2314         else if (o->zero_buffers)
2315                 memset(buf, 0, max_bs);
2316         else
2317                 fill_random_buf(get_buf_state(td), buf, max_bs);
2318 }
2319
2320 /*
2321  * "randomly" fill the buffer contents
2322  */
2323 void io_u_fill_buffer(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
2324                       unsigned long long min_write, unsigned long long max_bs)
2325 {
2326         io_u->buf_filled_len = 0;
2327         fill_io_buffer(td, io_u->buf, min_write, max_bs);
2328 }
2329
2330 static int do_sync_file_range(const struct thread_data *td,
2331                               struct fio_file *f)
2332 {
2333         uint64_t offset, nbytes;
2334
2335         offset = f->first_write;
2336         nbytes = f->last_write - f->first_write;
2337
2338         if (!nbytes)
2339                 return 0;
2340
2341         return sync_file_range(f->fd, offset, nbytes, td->o.sync_file_range);
2342 }
2343
2344 int do_io_u_sync(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2345 {
2346         int ret;
2347
2348         if (io_u->ddir == DDIR_SYNC) {
2349 #ifdef CONFIG_FCNTL_SYNC
2350                 ret = fcntl(io_u->file->fd, F_FULLFSYNC);
2351 #else
2352                 ret = fsync(io_u->file->fd);
2353 #endif
2354         } else if (io_u->ddir == DDIR_DATASYNC) {
2355 #ifdef CONFIG_FDATASYNC
2356                 ret = fdatasync(io_u->file->fd);
2357 #else
2358                 ret = io_u->xfer_buflen;
2359                 io_u->error = EINVAL;
2360 #endif
2361         } else if (io_u->ddir == DDIR_SYNC_FILE_RANGE)
2362                 ret = do_sync_file_range(td, io_u->file);
2363         else {
2364                 ret = io_u->xfer_buflen;
2365                 io_u->error = EINVAL;
2366         }
2367
2368         if (ret < 0)
2369                 io_u->error = errno;
2370
2371         return ret;
2372 }
2373
2374 int do_io_u_trim(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2375 {
2376 #ifndef FIO_HAVE_TRIM
2377         io_u->error = EINVAL;
2378         return 0;
2379 #else
2380         struct fio_file *f = io_u->file;
2381         int ret;
2382
2383         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_ZBD) {
2384                 ret = zbd_do_io_u_trim(td, io_u);
2385                 if (ret == io_u_completed)
2386                         return io_u->xfer_buflen;
2387                 if (ret)
2388                         goto err;
2389         }
2390
2391         ret = os_trim(f, io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
2392         if (!ret)
2393                 return io_u->xfer_buflen;
2394
2395 err:
2396         io_u->error = ret;
2397         return 0;
2398 #endif
2399 }