io_u.c

   1 #include <unistd.h>
   2 #include <string.h>
   3 #include <assert.h>
   4
   5 #include "fio.h"
   6 #include "verify.h"
   7 #include "trim.h"
   8 #include "lib/rand.h"
   9 #include "lib/axmap.h"
  10 #include "err.h"
  11 #include "lib/pow2.h"
  12 #include "minmax.h"
  13 #include "zbd.h"
  14
  15 struct io_completion_data {
  16         int nr;                         /* input */
  17
  18         int error;                      /* output */
  19         uint64_t bytes_done[DDIR_RWDIR_CNT];    /* output */
  20         struct timespec time;           /* output */
  21 };
  22
  23 /*
  24  * The ->io_axmap contains a map of blocks we have or have not done io
  25  * to yet. Used to make sure we cover the entire range in a fair fashion.
  26  */
  27 static bool random_map_free(struct fio_file *f, const uint64_t block)
  28 {
  29         return !axmap_isset(f->io_axmap, block);
  30 }
  31
  32 /*
  33  * Mark a given offset as used in the map.
  34  */
  35 static uint64_t mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
  36                                 uint64_t offset, uint64_t buflen)
  37 {
  38         unsigned long long min_bs = td->o.min_bs[io_u->ddir];
  39         struct fio_file *f = io_u->file;
  40         unsigned long long nr_blocks;
  41         uint64_t block;
  42
  43         block = (offset - f->file_offset) / (uint64_t) min_bs;
  44         nr_blocks = (buflen + min_bs - 1) / min_bs;
  45         assert(nr_blocks > 0);
  46
  47         if (!(io_u->flags & IO_U_F_BUSY_OK)) {
  48                 nr_blocks = axmap_set_nr(f->io_axmap, block, nr_blocks);
  49                 assert(nr_blocks > 0);
  50         }
  51
  52         if ((nr_blocks * min_bs) < buflen)
  53                 buflen = nr_blocks * min_bs;
  54
  55         return buflen;
  56 }
  57
  58 static uint64_t last_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  59                            enum fio_ddir ddir)
  60 {
  61         uint64_t max_blocks;
  62         uint64_t max_size;
  63
  64         assert(ddir_rw(ddir));
  65
  66         /*
  67          * Hmm, should we make sure that ->io_size <= ->real_file_size?
  68          * -> not for now since there is code assuming it could go either.
  69          */
  70         max_size = f->io_size;
  71         if (max_size > f->real_file_size)
  72                 max_size = f->real_file_size;
  73
  74         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_STRIDED && td->o.zone_range)
  75                 max_size = td->o.zone_range;
  76
  77         if (td->o.min_bs[ddir] > td->o.ba[ddir])
  78                 max_size -= td->o.min_bs[ddir] - td->o.ba[ddir];
  79
  80         max_blocks = max_size / (uint64_t) td->o.ba[ddir];
  81         if (!max_blocks)
  82                 return 0;
  83
  84         return max_blocks;
  85 }
  86
  87 static int __get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  88                                   enum fio_ddir ddir, uint64_t *b,
  89                                   uint64_t lastb)
  90 {
  91         uint64_t r;
  92
  93         if (td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE ||
  94             td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE64) {
  95
  96                 r = __rand(&td->random_state);
  97
  98                 dprint(FD_RANDOM, "off rand %llu\n", (unsigned long long) r);
  99
 100                 *b = lastb * (r / (rand_max(&td->random_state) + 1.0));
 101         } else {
 102                 uint64_t off = 0;
 103
 104                 assert(fio_file_lfsr(f));
 105
 106                 if (lfsr_next(&f->lfsr, &off))
 107                         return 1;
 108
 109                 *b = off;
 110         }
 111
 112         /*
 113          * if we are not maintaining a random map, we are done.
 114          */
 115         if (!file_randommap(td, f))
 116                 goto ret;
 117
 118         /*
 119          * calculate map offset and check if it's free
 120          */
 121         if (random_map_free(f, *b))
 122                 goto ret;
 123
 124         dprint(FD_RANDOM, "get_next_rand_offset: offset %llu busy\n",
 125                                                 (unsigned long long) *b);
 126
 127         *b = axmap_next_free(f->io_axmap, *b);
 128         if (*b == (uint64_t) -1ULL)
 129                 return 1;
 130 ret:
 131         return 0;
 132 }
 133
 134 static int __get_next_rand_offset_zipf(struct thread_data *td,
 135                                        struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 136                                        uint64_t *b)
 137 {
 138         *b = zipf_next(&f->zipf);
 139         return 0;
 140 }
 141
 142 static int __get_next_rand_offset_pareto(struct thread_data *td,
 143                                          struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 144                                          uint64_t *b)
 145 {
 146         *b = pareto_next(&f->zipf);
 147         return 0;
 148 }
 149
 150 static int __get_next_rand_offset_gauss(struct thread_data *td,
 151                                         struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 152                                         uint64_t *b)
 153 {
 154         *b = gauss_next(&f->gauss);
 155         return 0;
 156 }
 157
 158 static int __get_next_rand_offset_zoned_abs(struct thread_data *td,
 159                                             struct fio_file *f,
 160                                             enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 161 {
 162         struct zone_split_index *zsi;
 163         uint64_t lastb, send, stotal;
 164         unsigned int v;
 165
 166         lastb = last_block(td, f, ddir);
 167         if (!lastb)
 168                 return 1;
 169
 170         if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
 171 bail:
 172                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 173         }
 174
 175         /*
 176          * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
 177          */
 178         v = rand_between(&td->zone_state, 1, 100);
 179
 180         /*
 181          * Find our generated table. 'send' is the end block of this zone,
 182          * 'stotal' is our start offset.
 183          */
 184         zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
 185         stotal = zsi->size_prev / td->o.ba[ddir];
 186         send = zsi->size / td->o.ba[ddir];
 187
 188         /*
 189          * Should never happen
 190          */
 191         if (send == -1U) {
 192                 if (!fio_did_warn(FIO_WARN_ZONED_BUG))
 193                         log_err("fio: bug in zoned generation\n");
 194                 goto bail;
 195         } else if (send > lastb) {
 196                 /*
 197                  * This happens if the user specifies ranges that exceed
 198                  * the file/device size. We can't handle that gracefully,
 199                  * so error and exit.
 200                  */
 201                 log_err("fio: zoned_abs sizes exceed file size\n");
 202                 return 1;
 203         }
 204
 205         /*
 206          * Generate index from 0..send-stotal
 207          */
 208         if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, send - stotal) == 1)
 209                 return 1;
 210
 211         *b += stotal;
 212         return 0;
 213 }
 214
 215 static int __get_next_rand_offset_zoned(struct thread_data *td,
 216                                         struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 217                                         uint64_t *b)
 218 {
 219         unsigned int v, send, stotal;
 220         uint64_t offset, lastb;
 221         struct zone_split_index *zsi;
 222
 223         lastb = last_block(td, f, ddir);
 224         if (!lastb)
 225                 return 1;
 226
 227         if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
 228 bail:
 229                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 230         }
 231
 232         /*
 233          * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
 234          */
 235         v = rand_between(&td->zone_state, 1, 100);
 236
 237         zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
 238         stotal = zsi->size_perc_prev;
 239         send = zsi->size_perc;
 240
 241         /*
 242          * Should never happen
 243          */
 244         if (send == -1U) {
 245                 if (!fio_did_warn(FIO_WARN_ZONED_BUG))
 246                         log_err("fio: bug in zoned generation\n");
 247                 goto bail;
 248         }
 249
 250         /*
 251          * 'send' is some percentage below or equal to 100 that
 252          * marks the end of the current IO range. 'stotal' marks
 253          * the start, in percent.
 254          */
 255         if (stotal)
 256                 offset = stotal * lastb / 100ULL;
 257         else
 258                 offset = 0;
 259
 260         lastb = lastb * (send - stotal) / 100ULL;
 261
 262         /*
 263          * Generate index from 0..send-of-lastb
 264          */
 265         if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb) == 1)
 266                 return 1;
 267
 268         /*
 269          * Add our start offset, if any
 270          */
 271         if (offset)
 272                 *b += offset;
 273
 274         return 0;
 275 }
 276
 277 static int get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 278                                 enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 279 {
 280         if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_RANDOM) {
 281                 uint64_t lastb;
 282
 283                 lastb = last_block(td, f, ddir);
 284                 if (!lastb)
 285                         return 1;
 286
 287                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 288         } else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZIPF)
 289                 return __get_next_rand_offset_zipf(td, f, ddir, b);
 290         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_PARETO)
 291                 return __get_next_rand_offset_pareto(td, f, ddir, b);
 292         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_GAUSS)
 293                 return __get_next_rand_offset_gauss(td, f, ddir, b);
 294         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED)
 295                 return __get_next_rand_offset_zoned(td, f, ddir, b);
 296         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED_ABS)
 297                 return __get_next_rand_offset_zoned_abs(td, f, ddir, b);
 298
 299         log_err("fio: unknown random distribution: %d\n", td->o.random_distribution);
 300         return 1;
 301 }
 302
 303 static bool should_do_random(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 304 {
 305         unsigned int v;
 306
 307         if (td->o.perc_rand[ddir] == 100)
 308                 return true;
 309
 310         v = rand_between(&td->seq_rand_state[ddir], 1, 100);
 311
 312         return v <= td->o.perc_rand[ddir];
 313 }
 314
 315 static void loop_cache_invalidate(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 316 {
 317         struct thread_options *o = &td->o;
 318
 319         if (o->invalidate_cache && !o->odirect) {
 320                 int fio_unused ret;
 321
 322                 ret = file_invalidate_cache(td, f);
 323         }
 324 }
 325
 326 static int get_next_rand_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 327                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 328 {
 329         if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
 330                 return 0;
 331
 332         if (td->o.time_based ||
 333             (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)) {
 334                 fio_file_reset(td, f);
 335                 loop_cache_invalidate(td, f);
 336                 if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
 337                         return 0;
 338         }
 339
 340         dprint(FD_IO, "%s: rand offset failed, last=%llu, size=%llu\n",
 341                         f->file_name, (unsigned long long) f->last_pos[ddir],
 342                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 343         return 1;
 344 }
 345
 346 static int get_next_seq_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 347                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *offset)
 348 {
 349         struct thread_options *o = &td->o;
 350
 351         assert(ddir_rw(ddir));
 352
 353         /*
 354          * If we reach the end for a time based run, reset us back to 0
 355          * and invalidate the cache, if we need to.
 356          */
 357         if (f->last_pos[ddir] >= f->io_size + get_start_offset(td, f) &&
 358             o->time_based) {
 359                 f->last_pos[ddir] = f->file_offset;
 360                 loop_cache_invalidate(td, f);
 361         }
 362
 363         if (f->last_pos[ddir] < f->real_file_size) {
 364                 uint64_t pos;
 365
 366                 /*
 367                  * Only rewind if we already hit the end
 368                  */
 369                 if (f->last_pos[ddir] == f->file_offset &&
 370                     f->file_offset && o->ddir_seq_add < 0) {
 371                         if (f->real_file_size > f->io_size)
 372                                 f->last_pos[ddir] = f->io_size;
 373                         else
 374                                 f->last_pos[ddir] = f->real_file_size;
 375                 }
 376
 377                 pos = f->last_pos[ddir] - f->file_offset;
 378                 if (pos && o->ddir_seq_add) {
 379                         pos += o->ddir_seq_add;
 380
 381                         /*
 382                          * If we reach beyond the end of the file
 383                          * with holed IO, wrap around to the
 384                          * beginning again. If we're doing backwards IO,
 385                          * wrap to the end.
 386                          */
 387                         if (pos >= f->real_file_size) {
 388                                 if (o->ddir_seq_add > 0)
 389                                         pos = f->file_offset;
 390                                 else {
 391                                         if (f->real_file_size > f->io_size)
 392                                                 pos = f->io_size;
 393                                         else
 394                                                 pos = f->real_file_size;
 395
 396                                         pos += o->ddir_seq_add;
 397                                 }
 398                         }
 399                 }
 400
 401                 *offset = pos;
 402                 return 0;
 403         }
 404
 405         return 1;
 406 }
 407
 408 static int get_next_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 409                           enum fio_ddir ddir, int rw_seq,
 410                           bool *is_random)
 411 {
 412         struct fio_file *f = io_u->file;
 413         uint64_t b, offset;
 414         int ret;
 415
 416         assert(ddir_rw(ddir));
 417
 418         b = offset = -1ULL;
 419
 420         if (rw_seq) {
 421                 if (td_random(td)) {
 422                         if (should_do_random(td, ddir)) {
 423                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 424                                 *is_random = true;
 425                         } else {
 426                                 *is_random = false;
 427                                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 428                                 ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 429                                 if (ret)
 430                                         ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 431                         }
 432                 } else {
 433                         *is_random = false;
 434                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 435                 }
 436         } else {
 437                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 438                 *is_random = false;
 439
 440                 if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_SEQ) {
 441                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 442                         if (ret) {
 443                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 444                                 *is_random = false;
 445                         }
 446                 } else if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_IDENT) {
 447                         if (f->last_start[ddir] != -1ULL)
 448                                 offset = f->last_start[ddir] - f->file_offset;
 449                         else
 450                                 offset = 0;
 451                         ret = 0;
 452                 } else {
 453                         log_err("fio: unknown rw_seq=%d\n", td->o.rw_seq);
 454                         ret = 1;
 455                 }
 456         }
 457
 458         if (!ret) {
 459                 if (offset != -1ULL)
 460                         io_u->offset = offset;
 461                 else if (b != -1ULL)
 462                         io_u->offset = b * td->o.ba[ddir];
 463                 else {
 464                         log_err("fio: bug in offset generation: offset=%llu, b=%llu\n", (unsigned long long) offset, (unsigned long long) b);
 465                         ret = 1;
 466                 }
 467         }
 468
 469         return ret;
 470 }
 471
 472 /*
 473  * For random io, generate a random new block and see if it's used. Repeat
 474  * until we find a free one. For sequential io, just return the end of
 475  * the last io issued.
 476  */
 477 static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 478                            bool *is_random)
 479 {
 480         struct fio_file *f = io_u->file;
 481         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
 482         int rw_seq_hit = 0;
 483
 484         assert(ddir_rw(ddir));
 485
 486         if (td->o.ddir_seq_nr && !--td->ddir_seq_nr) {
 487                 rw_seq_hit = 1;
 488                 td->ddir_seq_nr = td->o.ddir_seq_nr;
 489         }
 490
 491         if (get_next_block(td, io_u, ddir, rw_seq_hit, is_random))
 492                 return 1;
 493
 494         if (io_u->offset >= f->io_size) {
 495                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= io_size %llu\n",
 496                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 497                                         (unsigned long long) f->io_size);
 498                 return 1;
 499         }
 500
 501         io_u->offset += f->file_offset;
 502         if (io_u->offset >= f->real_file_size) {
 503                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= size %llu\n",
 504                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 505                                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 506                 return 1;
 507         }
 508
 509         return 0;
 510 }
 511
 512 static inline bool io_u_fits(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 513                              unsigned long long buflen)
 514 {
 515         struct fio_file *f = io_u->file;
 516
 517         return io_u->offset + buflen <= f->io_size + get_start_offset(td, f);
 518 }
 519
 520 static unsigned long long get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 521                                     bool is_random)
 522 {
 523         int ddir = io_u->ddir;
 524         unsigned long long buflen = 0;
 525         unsigned long long minbs, maxbs;
 526         uint64_t frand_max, r;
 527         bool power_2;
 528
 529         assert(ddir_rw(ddir));
 530
 531         if (td->o.bs_is_seq_rand)
 532                 ddir = is_random ? DDIR_WRITE : DDIR_READ;
 533
 534         minbs = td->o.min_bs[ddir];
 535         maxbs = td->o.max_bs[ddir];
 536
 537         if (minbs == maxbs)
 538                 return minbs;
 539
 540         /*
 541          * If we can't satisfy the min block size from here, then fail
 542          */
 543         if (!io_u_fits(td, io_u, minbs))
 544                 return 0;
 545
 546         frand_max = rand_max(&td->bsrange_state[ddir]);
 547         do {
 548                 r = __rand(&td->bsrange_state[ddir]);
 549
 550                 if (!td->o.bssplit_nr[ddir]) {
 551                         buflen = minbs + (unsigned long long) ((double) maxbs *
 552                                         (r / (frand_max + 1.0)));
 553                 } else {
 554                         long long perc = 0;
 555                         unsigned int i;
 556
 557                         for (i = 0; i < td->o.bssplit_nr[ddir]; i++) {
 558                                 struct bssplit *bsp = &td->o.bssplit[ddir][i];
 559
 560                                 if (!bsp->perc)
 561                                         continue;
 562                                 buflen = bsp->bs;
 563                                 perc += bsp->perc;
 564                                 if ((r / perc <= frand_max / 100ULL) &&
 565                                     io_u_fits(td, io_u, buflen))
 566                                         break;
 567                         }
 568                 }
 569
 570                 power_2 = is_power_of_2(minbs);
 571                 if (!td->o.bs_unaligned && power_2)
 572                         buflen &= ~(minbs - 1);
 573                 else if (!td->o.bs_unaligned && !power_2)
 574                         buflen -= buflen % minbs;
 575                 if (buflen > maxbs)
 576                         buflen = maxbs;
 577         } while (!io_u_fits(td, io_u, buflen));
 578
 579         return buflen;
 580 }
 581
 582 static void set_rwmix_bytes(struct thread_data *td)
 583 {
 584         unsigned int diff;
 585
 586         /*
 587          * we do time or byte based switch. this is needed because
 588          * buffered writes may issue a lot quicker than they complete,
 589          * whereas reads do not.
 590          */
 591         diff = td->o.rwmix[td->rwmix_ddir ^ 1];
 592         td->rwmix_issues = (td->io_issues[td->rwmix_ddir] * diff) / 100;
 593 }
 594
 595 static inline enum fio_ddir get_rand_ddir(struct thread_data *td)
 596 {
 597         unsigned int v;
 598
 599         v = rand_between(&td->rwmix_state, 1, 100);
 600
 601         if (v <= td->o.rwmix[DDIR_READ])
 602                 return DDIR_READ;
 603
 604         return DDIR_WRITE;
 605 }
 606
 607 int io_u_quiesce(struct thread_data *td)
 608 {
 609         int ret = 0, completed = 0, err = 0;
 610
 611         /*
 612          * We are going to sleep, ensure that we flush anything pending as
 613          * not to skew our latency numbers.
 614          *
 615          * Changed to only monitor 'in flight' requests here instead of the
 616          * td->cur_depth, b/c td->cur_depth does not accurately represent
 617          * io's that have been actually submitted to an async engine,
 618          * and cur_depth is meaningless for sync engines.
 619          */
 620         if (td->io_u_queued || td->cur_depth)
 621                 td_io_commit(td);
 622
 623         while (td->io_u_in_flight) {
 624                 ret = io_u_queued_complete(td, 1);
 625                 if (ret > 0)
 626                         completed += ret;
 627                 else if (ret < 0)
 628                         err = ret;
 629         }
 630
 631         if (td->flags & TD_F_REGROW_LOGS)
 632                 regrow_logs(td);
 633
 634         if (completed)
 635                 return completed;
 636
 637         return err;
 638 }
 639
 640 static enum fio_ddir rate_ddir(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 641 {
 642         enum fio_ddir odir = ddir ^ 1;
 643         uint64_t usec;
 644         uint64_t now;
 645
 646         assert(ddir_rw(ddir));
 647         now = utime_since_now(&td->epoch);
 648
 649         /*
 650          * if rate_next_io_time is in the past, need to catch up to rate
 651          */
 652         if (td->rate_next_io_time[ddir] <= now)
 653                 return ddir;
 654
 655         /*
 656          * We are ahead of rate in this direction. See if we
 657          * should switch.
 658          */
 659         if (td_rw(td) && td->o.rwmix[odir]) {
 660                 /*
 661                  * Other direction is behind rate, switch
 662                  */
 663                 if (td->rate_next_io_time[odir] <= now)
 664                         return odir;
 665
 666                 /*
 667                  * Both directions are ahead of rate. sleep the min,
 668                  * switch if necessary
 669                  */
 670                 if (td->rate_next_io_time[ddir] <=
 671                     td->rate_next_io_time[odir]) {
 672                         usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 673                 } else {
 674                         usec = td->rate_next_io_time[odir] - now;
 675                         ddir = odir;
 676                 }
 677         } else
 678                 usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 679
 680         if (td->o.io_submit_mode == IO_MODE_INLINE)
 681                 io_u_quiesce(td);
 682
 683         if (td->o.timeout && ((usec + now) > td->o.timeout)) {
 684                 /*
 685                  * check if the usec is capable of taking negative values
 686                  */
 687                 if (now > td->o.timeout) {
 688                         ddir = DDIR_INVAL;
 689                         return ddir;
 690                 }
 691                 usec = td->o.timeout - now;
 692         }
 693         usec_sleep(td, usec);
 694
 695         now = utime_since_now(&td->epoch);
 696         if ((td->o.timeout && (now > td->o.timeout)) || td->terminate)
 697                 ddir = DDIR_INVAL;
 698
 699         return ddir;
 700 }
 701
 702 /*
 703  * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
 704  * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
 705  * necessary.
 706  */
 707 static enum fio_ddir get_rw_ddir(struct thread_data *td)
 708 {
 709         enum fio_ddir ddir;
 710
 711         /*
 712          * See if it's time to fsync/fdatasync/sync_file_range first,
 713          * and if not then move on to check regular I/Os.
 714          */
 715         if (should_fsync(td)) {
 716                 if (td->o.fsync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 717                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fsync_blocks))
 718                         return DDIR_SYNC;
 719
 720                 if (td->o.fdatasync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 721                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fdatasync_blocks))
 722                         return DDIR_DATASYNC;
 723
 724                 if (td->sync_file_range_nr && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 725                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->sync_file_range_nr))
 726                         return DDIR_SYNC_FILE_RANGE;
 727         }
 728
 729         if (td_rw(td)) {
 730                 /*
 731                  * Check if it's time to seed a new data direction.
 732                  */
 733                 if (td->io_issues[td->rwmix_ddir] >= td->rwmix_issues) {
 734                         /*
 735                          * Put a top limit on how many bytes we do for
 736                          * one data direction, to avoid overflowing the
 737                          * ranges too much
 738                          */
 739                         ddir = get_rand_ddir(td);
 740
 741                         if (ddir != td->rwmix_ddir)
 742                                 set_rwmix_bytes(td);
 743
 744                         td->rwmix_ddir = ddir;
 745                 }
 746                 ddir = td->rwmix_ddir;
 747         } else if (td_read(td))
 748                 ddir = DDIR_READ;
 749         else if (td_write(td))
 750                 ddir = DDIR_WRITE;
 751         else if (td_trim(td))
 752                 ddir = DDIR_TRIM;
 753         else
 754                 ddir = DDIR_INVAL;
 755
 756         td->rwmix_ddir = rate_ddir(td, ddir);
 757         return td->rwmix_ddir;
 758 }
 759
 760 static void set_rw_ddir(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 761 {
 762         enum fio_ddir ddir = get_rw_ddir(td);
 763
 764         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_ZBD)
 765                 ddir = zbd_adjust_ddir(td, io_u, ddir);
 766
 767         if (td_trimwrite(td)) {
 768                 struct fio_file *f = io_u->file;
 769                 if (f->last_pos[DDIR_WRITE] == f->last_pos[DDIR_TRIM])
 770                         ddir = DDIR_TRIM;
 771                 else
 772                         ddir = DDIR_WRITE;
 773         }
 774
 775         io_u->ddir = io_u->acct_ddir = ddir;
 776
 777         if (io_u->ddir == DDIR_WRITE && td_ioengine_flagged(td, FIO_BARRIER) &&
 778             td->o.barrier_blocks &&
 779            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.barrier_blocks) &&
 780              td->io_issues[DDIR_WRITE])
 781                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BARRIER);
 782 }
 783
 784 void put_file_log(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 785 {
 786         unsigned int ret = put_file(td, f);
 787
 788         if (ret)
 789                 td_verror(td, ret, "file close");
 790 }
 791
 792 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 793 {
 794         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
 795
 796         zbd_put_io_u(io_u);
 797
 798         if (td->parent)
 799                 td = td->parent;
 800
 801         if (needs_lock)
 802                 __td_io_u_lock(td);
 803
 804         if (io_u->file && !(io_u->flags & IO_U_F_NO_FILE_PUT))
 805                 put_file_log(td, io_u->file);
 806
 807         io_u->file = NULL;
 808         io_u_set(td, io_u, IO_U_F_FREE);
 809
 810         if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 811                 td->cur_depth--;
 812                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 813         }
 814         io_u_qpush(&td->io_u_freelist, io_u);
 815         td_io_u_free_notify(td);
 816
 817         if (needs_lock)
 818                 __td_io_u_unlock(td);
 819 }
 820
 821 void clear_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 822 {
 823         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 824         put_io_u(td, io_u);
 825 }
 826
 827 void requeue_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 828 {
 829         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
 830         struct io_u *__io_u = *io_u;
 831         enum fio_ddir ddir = acct_ddir(__io_u);
 832
 833         dprint(FD_IO, "requeue %p\n", __io_u);
 834
 835         if (td->parent)
 836                 td = td->parent;
 837
 838         if (needs_lock)
 839                 __td_io_u_lock(td);
 840
 841         io_u_set(td, __io_u, IO_U_F_FREE);
 842         if ((__io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT) && ddir_rw(ddir))
 843                 td->io_issues[ddir]--;
 844
 845         io_u_clear(td, __io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 846         if (__io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 847                 td->cur_depth--;
 848                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 849         }
 850
 851         io_u_rpush(&td->io_u_requeues, __io_u);
 852         td_io_u_free_notify(td);
 853
 854         if (needs_lock)
 855                 __td_io_u_unlock(td);
 856
 857         *io_u = NULL;
 858 }
 859
 860 static void setup_strided_zone_mode(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 861 {
 862         struct fio_file *f = io_u->file;
 863
 864         assert(td->o.zone_mode == ZONE_MODE_STRIDED);
 865         assert(td->o.zone_size);
 866         assert(td->o.zone_range);
 867
 868         /*
 869          * See if it's time to switch to a new zone
 870          */
 871         if (td->zone_bytes >= td->o.zone_size) {
 872                 td->zone_bytes = 0;
 873                 f->file_offset += td->o.zone_range + td->o.zone_skip;
 874
 875                 /*
 876                  * Wrap from the beginning, if we exceed the file size
 877                  */
 878                 if (f->file_offset >= f->real_file_size)
 879                         f->file_offset = get_start_offset(td, f);
 880
 881                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
 882                 td->io_skip_bytes += td->o.zone_skip;
 883         }
 884
 885         /*
 886          * If zone_size > zone_range, then maintain the same zone until
 887          * zone_bytes >= zone_size.
 888          */
 889         if (f->last_pos[io_u->ddir] >= (f->file_offset + td->o.zone_range)) {
 890                 dprint(FD_IO, "io_u maintain zone offset=%" PRIu64 "/last_pos=%" PRIu64 "\n",
 891                                 f->file_offset, f->last_pos[io_u->ddir]);
 892                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
 893         }
 894
 895         /*
 896          * For random: if 'norandommap' is not set and zone_size > zone_range,
 897          * map needs to be reset as it's done with zone_range everytime.
 898          */
 899         if ((td->zone_bytes % td->o.zone_range) == 0)
 900                 fio_file_reset(td, f);
 901 }
 902
 903 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 904 {
 905         bool is_random;
 906         uint64_t offset;
 907         enum io_u_action ret;
 908
 909         if (td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO))
 910                 goto out;
 911
 912         set_rw_ddir(td, io_u);
 913
 914         if (io_u->ddir == DDIR_INVAL) {
 915                 dprint(FD_IO, "invalid direction received ddir = %d", io_u->ddir);
 916                 return 1;
 917         }
 918         /*
 919          * fsync() or fdatasync() or trim etc, we are done
 920          */
 921         if (!ddir_rw(io_u->ddir))
 922                 goto out;
 923
 924         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_STRIDED)
 925                 setup_strided_zone_mode(td, io_u);
 926         else if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_ZBD)
 927                 setup_zbd_zone_mode(td, io_u);
 928
 929         /*
 930          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next buflen and
 931          * position.
 932          */
 933         if (get_next_offset(td, io_u, &is_random)) {
 934                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting offset\n", io_u);
 935                 return 1;
 936         }
 937
 938         io_u->buflen = get_next_buflen(td, io_u, is_random);
 939         if (!io_u->buflen) {
 940                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting buflen\n", io_u);
 941                 return 1;
 942         }
 943
 944         offset = io_u->offset;
 945         if (td->o.zone_mode == ZONE_MODE_ZBD) {
 946                 ret = zbd_adjust_block(td, io_u);
 947                 if (ret == io_u_eof)
 948                         return 1;
 949         }
 950
 951         if (io_u->offset + io_u->buflen > io_u->file->real_file_size) {
 952                 dprint(FD_IO, "io_u %p, off=0x%llx + len=0x%llx exceeds file size=0x%llx\n",
 953                         io_u,
 954                         (unsigned long long) io_u->offset, io_u->buflen,
 955                         (unsigned long long) io_u->file->real_file_size);
 956                 return 1;
 957         }
 958
 959         /*
 960          * mark entry before potentially trimming io_u
 961          */
 962         if (td_random(td) && file_randommap(td, io_u->file))
 963                 io_u->buflen = mark_random_map(td, io_u, offset, io_u->buflen);
 964
 965 out:
 966         dprint_io_u(io_u, "fill");
 967         td->zone_bytes += io_u->buflen;
 968         return 0;
 969 }
 970
 971 static void __io_u_mark_map(uint64_t *map, unsigned int nr)
 972 {
 973         int idx = 0;
 974
 975         switch (nr) {
 976         default:
 977                 idx = 6;
 978                 break;
 979         case 33 ... 64:
 980                 idx = 5;
 981                 break;
 982         case 17 ... 32:
 983                 idx = 4;
 984                 break;
 985         case 9 ... 16:
 986                 idx = 3;
 987                 break;
 988         case 5 ... 8:
 989                 idx = 2;
 990                 break;
 991         case 1 ... 4:
 992                 idx = 1;
 993         case 0:
 994                 break;
 995         }
 996
 997         map[idx]++;
 998 }
 999
1000 void io_u_mark_submit(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1001 {
1002         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_submit, nr);
1003         td->ts.total_submit++;
1004 }
1005
1006 void io_u_mark_complete(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1007 {
1008         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_complete, nr);
1009         td->ts.total_complete++;
1010 }
1011
1012 void io_u_mark_depth(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1013 {
1014         int idx = 0;
1015
1016         switch (td->cur_depth) {
1017         default:
1018                 idx = 6;
1019                 break;
1020         case 32 ... 63:
1021                 idx = 5;
1022                 break;
1023         case 16 ... 31:
1024                 idx = 4;
1025                 break;
1026         case 8 ... 15:
1027                 idx = 3;
1028                 break;
1029         case 4 ... 7:
1030                 idx = 2;
1031                 break;
1032         case 2 ... 3:
1033                 idx = 1;
1034         case 1:
1035                 break;
1036         }
1037
1038         td->ts.io_u_map[idx] += nr;
1039 }
1040
1041 static void io_u_mark_lat_nsec(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1042 {
1043         int idx = 0;
1044
1045         assert(nsec < 1000);
1046
1047         switch (nsec) {
1048         case 750 ... 999:
1049                 idx = 9;
1050                 break;
1051         case 500 ... 749:
1052                 idx = 8;
1053                 break;
1054         case 250 ... 499:
1055                 idx = 7;
1056                 break;
1057         case 100 ... 249:
1058                 idx = 6;
1059                 break;
1060         case 50 ... 99:
1061                 idx = 5;
1062                 break;
1063         case 20 ... 49:
1064                 idx = 4;
1065                 break;
1066         case 10 ... 19:
1067                 idx = 3;
1068                 break;
1069         case 4 ... 9:
1070                 idx = 2;
1071                 break;
1072         case 2 ... 3:
1073                 idx = 1;
1074         case 0 ... 1:
1075                 break;
1076         }
1077
1078         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_N_NR);
1079         td->ts.io_u_lat_n[idx]++;
1080 }
1081
1082 static void io_u_mark_lat_usec(struct thread_data *td, unsigned long long usec)
1083 {
1084         int idx = 0;
1085
1086         assert(usec < 1000 && usec >= 1);
1087
1088         switch (usec) {
1089         case 750 ... 999:
1090                 idx = 9;
1091                 break;
1092         case 500 ... 749:
1093                 idx = 8;
1094                 break;
1095         case 250 ... 499:
1096                 idx = 7;
1097                 break;
1098         case 100 ... 249:
1099                 idx = 6;
1100                 break;
1101         case 50 ... 99:
1102                 idx = 5;
1103                 break;
1104         case 20 ... 49:
1105                 idx = 4;
1106                 break;
1107         case 10 ... 19:
1108                 idx = 3;
1109                 break;
1110         case 4 ... 9:
1111                 idx = 2;
1112                 break;
1113         case 2 ... 3:
1114                 idx = 1;
1115         case 0 ... 1:
1116                 break;
1117         }
1118
1119         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_U_NR);
1120         td->ts.io_u_lat_u[idx]++;
1121 }
1122
1123 static void io_u_mark_lat_msec(struct thread_data *td, unsigned long long msec)
1124 {
1125         int idx = 0;
1126
1127         assert(msec >= 1);
1128
1129         switch (msec) {
1130         default:
1131                 idx = 11;
1132                 break;
1133         case 1000 ... 1999:
1134                 idx = 10;
1135                 break;
1136         case 750 ... 999:
1137                 idx = 9;
1138                 break;
1139         case 500 ... 749:
1140                 idx = 8;
1141                 break;
1142         case 250 ... 499:
1143                 idx = 7;
1144                 break;
1145         case 100 ... 249:
1146                 idx = 6;
1147                 break;
1148         case 50 ... 99:
1149                 idx = 5;
1150                 break;
1151         case 20 ... 49:
1152                 idx = 4;
1153                 break;
1154         case 10 ... 19:
1155                 idx = 3;
1156                 break;
1157         case 4 ... 9:
1158                 idx = 2;
1159                 break;
1160         case 2 ... 3:
1161                 idx = 1;
1162         case 0 ... 1:
1163                 break;
1164         }
1165
1166         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_M_NR);
1167         td->ts.io_u_lat_m[idx]++;
1168 }
1169
1170 static void io_u_mark_latency(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1171 {
1172         if (nsec < 1000)
1173                 io_u_mark_lat_nsec(td, nsec);
1174         else if (nsec < 1000000)
1175                 io_u_mark_lat_usec(td, nsec / 1000);
1176         else
1177                 io_u_mark_lat_msec(td, nsec / 1000000);
1178 }
1179
1180 static unsigned int __get_next_fileno_rand(struct thread_data *td)
1181 {
1182         unsigned long fileno;
1183
1184         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RANDOM) {
1185                 uint64_t frand_max = rand_max(&td->next_file_state);
1186                 unsigned long r;
1187
1188                 r = __rand(&td->next_file_state);
1189                 return (unsigned int) ((double) td->o.nr_files
1190                                 * (r / (frand_max + 1.0)));
1191         }
1192
1193         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_ZIPF)
1194                 fileno = zipf_next(&td->next_file_zipf);
1195         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_PARETO)
1196                 fileno = pareto_next(&td->next_file_zipf);
1197         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_GAUSS)
1198                 fileno = gauss_next(&td->next_file_gauss);
1199         else {
1200                 log_err("fio: bad file service type: %d\n", td->o.file_service_type);
1201                 assert(0);
1202                 return 0;
1203         }
1204
1205         return fileno >> FIO_FSERVICE_SHIFT;
1206 }
1207
1208 /*
1209  * Get next file to service by choosing one at random
1210  */
1211 static struct fio_file *get_next_file_rand(struct thread_data *td,
1212                                            enum fio_file_flags goodf,
1213                                            enum fio_file_flags badf)
1214 {
1215         struct fio_file *f;
1216         int fno;
1217
1218         do {
1219                 int opened = 0;
1220
1221                 fno = __get_next_fileno_rand(td);
1222
1223                 f = td->files[fno];
1224                 if (fio_file_done(f))
1225                         continue;
1226
1227                 if (!fio_file_open(f)) {
1228                         int err;
1229
1230                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1231                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1232
1233                         err = td_io_open_file(td, f);
1234                         if (err)
1235                                 continue;
1236                         opened = 1;
1237                 }
1238
1239                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf)) {
1240                         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rand: %p\n", f);
1241                         return f;
1242                 }
1243                 if (opened)
1244                         td_io_close_file(td, f);
1245         } while (1);
1246 }
1247
1248 /*
1249  * Get next file to service by doing round robin between all available ones
1250  */
1251 static struct fio_file *get_next_file_rr(struct thread_data *td, int goodf,
1252                                          int badf)
1253 {
1254         unsigned int old_next_file = td->next_file;
1255         struct fio_file *f;
1256
1257         do {
1258                 int opened = 0;
1259
1260                 f = td->files[td->next_file];
1261
1262                 td->next_file++;
1263                 if (td->next_file >= td->o.nr_files)
1264                         td->next_file = 0;
1265
1266                 dprint(FD_FILE, "trying file %s %x\n", f->file_name, f->flags);
1267                 if (fio_file_done(f)) {
1268                         f = NULL;
1269                         continue;
1270                 }
1271
1272                 if (!fio_file_open(f)) {
1273                         int err;
1274
1275                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1276                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1277
1278                         err = td_io_open_file(td, f);
1279                         if (err) {
1280                                 dprint(FD_FILE, "error %d on open of %s\n",
1281                                         err, f->file_name);
1282                                 f = NULL;
1283                                 continue;
1284                         }
1285                         opened = 1;
1286                 }
1287
1288                 dprint(FD_FILE, "goodf=%x, badf=%x, ff=%x\n", goodf, badf,
1289                                                                 f->flags);
1290                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf))
1291                         break;
1292
1293                 if (opened)
1294                         td_io_close_file(td, f);
1295
1296                 f = NULL;
1297         } while (td->next_file != old_next_file);
1298
1299         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rr: %p\n", f);
1300         return f;
1301 }
1302
1303 static struct fio_file *__get_next_file(struct thread_data *td)
1304 {
1305         struct fio_file *f;
1306
1307         assert(td->o.nr_files <= td->files_index);
1308
1309         if (td->nr_done_files >= td->o.nr_files) {
1310                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: nr_open=%d, nr_done=%d,"
1311                                 " nr_files=%d\n", td->nr_open_files,
1312                                                   td->nr_done_files,
1313                                                   td->o.nr_files);
1314                 return NULL;
1315         }
1316
1317         f = td->file_service_file;
1318         if (f && fio_file_open(f) && !fio_file_closing(f)) {
1319                 if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1320                         goto out;
1321                 if (td->file_service_left--)
1322                         goto out;
1323         }
1324
1325         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RR ||
1326             td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1327                 f = get_next_file_rr(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1328         else
1329                 f = get_next_file_rand(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1330
1331         if (IS_ERR(f))
1332                 return f;
1333
1334         td->file_service_file = f;
1335         td->file_service_left = td->file_service_nr - 1;
1336 out:
1337         if (f)
1338                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: %p [%s]\n", f, f->file_name);
1339         else
1340                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: NULL\n");
1341         return f;
1342 }
1343
1344 static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
1345 {
1346         return __get_next_file(td);
1347 }
1348
1349 static long set_io_u_file(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1350 {
1351         struct fio_file *f;
1352
1353         do {
1354                 f = get_next_file(td);
1355                 if (IS_ERR_OR_NULL(f))
1356                         return PTR_ERR(f);
1357
1358                 io_u->file = f;
1359                 get_file(f);
1360
1361                 if (!fill_io_u(td, io_u))
1362                         break;
1363
1364                 zbd_put_io_u(io_u);
1365
1366                 put_file_log(td, f);
1367                 td_io_close_file(td, f);
1368                 io_u->file = NULL;
1369                 if (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)
1370                         fio_file_reset(td, f);
1371                 else {
1372                         fio_file_set_done(f);
1373                         td->nr_done_files++;
1374                         dprint(FD_FILE, "%s: is done (%d of %d)\n", f->file_name,
1375                                         td->nr_done_files, td->o.nr_files);
1376                 }
1377         } while (1);
1378
1379         return 0;
1380 }
1381
1382 static void lat_fatal(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
1383                       unsigned long long tnsec, unsigned long long max_nsec)
1384 {
1385         if (!td->error)
1386                 log_err("fio: latency of %llu nsec exceeds specified max (%llu nsec)\n", tnsec, max_nsec);
1387         td_verror(td, ETIMEDOUT, "max latency exceeded");
1388         icd->error = ETIMEDOUT;
1389 }
1390
1391 static void lat_new_cycle(struct thread_data *td)
1392 {
1393         fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1394         td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1395         td->latency_failed = 0;
1396 }
1397
1398 /*
1399  * We had an IO outside the latency target. Reduce the queue depth. If we
1400  * are at QD=1, then it's time to give up.
1401  */
1402 static bool __lat_target_failed(struct thread_data *td)
1403 {
1404         if (td->latency_qd == 1)
1405                 return true;
1406
1407         td->latency_qd_high = td->latency_qd;
1408
1409         if (td->latency_qd == td->latency_qd_low)
1410                 td->latency_qd_low--;
1411
1412         td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_low) / 2;
1413         td->latency_stable_count = 0;
1414
1415         dprint(FD_RATE, "Ramped down: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1416
1417         /*
1418          * When we ramp QD down, quiesce existing IO to prevent
1419          * a storm of ramp downs due to pending higher depth.
1420          */
1421         io_u_quiesce(td);
1422         lat_new_cycle(td);
1423         return false;
1424 }
1425
1426 static bool lat_target_failed(struct thread_data *td)
1427 {
1428         if (td->o.latency_percentile.u.f == 100.0)
1429                 return __lat_target_failed(td);
1430
1431         td->latency_failed++;
1432         return false;
1433 }
1434
1435 void lat_target_init(struct thread_data *td)
1436 {
1437         td->latency_end_run = 0;
1438
1439         if (td->o.latency_target) {
1440                 dprint(FD_RATE, "Latency target=%llu\n", td->o.latency_target);
1441                 fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1442                 td->latency_qd = 1;
1443                 td->latency_qd_high = td->o.iodepth;
1444                 td->latency_qd_low = 1;
1445                 td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1446         } else
1447                 td->latency_qd = td->o.iodepth;
1448 }
1449
1450 void lat_target_reset(struct thread_data *td)
1451 {
1452         if (!td->latency_end_run)
1453                 lat_target_init(td);
1454 }
1455
1456 static void lat_target_success(struct thread_data *td)
1457 {
1458         const unsigned int qd = td->latency_qd;
1459         struct thread_options *o = &td->o;
1460
1461         td->latency_qd_low = td->latency_qd;
1462
1463         if (td->latency_qd + 1 == td->latency_qd_high) {
1464                 /*
1465                  * latency_qd will not incease on lat_target_success(), so
1466                  * called stable. If we stick with this queue depth, the
1467                  * final latency is likely lower than latency_target. Fix
1468                  * this by increasing latency_qd_high slowly. Use a naive
1469                  * heuristic here. If we get lat_target_success() 3 times
1470                  * in a row, increase latency_qd_high by 1.
1471                  */
1472                 if (++td->latency_stable_count >= 3) {
1473                         td->latency_qd_high++;
1474                         td->latency_stable_count = 0;
1475                 }
1476         }
1477
1478         /*
1479          * If we haven't failed yet, we double up to a failing value instead
1480          * of bisecting from highest possible queue depth. If we have set
1481          * a limit other than td->o.iodepth, bisect between that.
1482          */
1483         if (td->latency_qd_high != o->iodepth)
1484                 td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_high) / 2;
1485         else
1486                 td->latency_qd *= 2;
1487
1488         if (td->latency_qd > o->iodepth)
1489                 td->latency_qd = o->iodepth;
1490
1491         dprint(FD_RATE, "Ramped up: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1492
1493         /*
1494          * Same as last one, we are done. Let it run a latency cycle, so
1495          * we get only the results from the targeted depth.
1496          */
1497         if (!o->latency_run && td->latency_qd == qd) {
1498                 if (td->latency_end_run) {
1499                         dprint(FD_RATE, "We are done\n");
1500                         td->done = 1;
1501                 } else {
1502                         dprint(FD_RATE, "Quiesce and final run\n");
1503                         io_u_quiesce(td);
1504                         td->latency_end_run = 1;
1505                         reset_all_stats(td);
1506                         reset_io_stats(td);
1507                 }
1508         }
1509
1510         lat_new_cycle(td);
1511 }
1512
1513 /*
1514  * Check if we can bump the queue depth
1515  */
1516 void lat_target_check(struct thread_data *td)
1517 {
1518         uint64_t usec_window;
1519         uint64_t ios;
1520         double success_ios;
1521
1522         usec_window = utime_since_now(&td->latency_ts);
1523         if (usec_window < td->o.latency_window)
1524                 return;
1525
1526         ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks) - td->latency_ios;
1527         success_ios = (double) (ios - td->latency_failed) / (double) ios;
1528         success_ios *= 100.0;
1529
1530         dprint(FD_RATE, "Success rate: %.2f%% (target %.2f%%)\n", success_ios, td->o.latency_percentile.u.f);
1531
1532         if (success_ios >= td->o.latency_percentile.u.f)
1533                 lat_target_success(td);
1534         else
1535                 __lat_target_failed(td);
1536 }
1537
1538 /*
1539  * If latency target is enabled, we might be ramping up or down and not
1540  * using the full queue depth available.
1541  */
1542 bool queue_full(const struct thread_data *td)
1543 {
1544         const int qempty = io_u_qempty(&td->io_u_freelist);
1545
1546         if (qempty)
1547                 return true;
1548         if (!td->o.latency_target)
1549                 return false;
1550
1551         return td->cur_depth >= td->latency_qd;
1552 }
1553
1554 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
1555 {
1556         const bool needs_lock = td_async_processing(td);
1557         struct io_u *io_u = NULL;
1558         int ret;
1559
1560         if (td->stop_io)
1561                 return NULL;
1562
1563         if (needs_lock)
1564                 __td_io_u_lock(td);
1565
1566 again:
1567         if (!io_u_rempty(&td->io_u_requeues))
1568                 io_u = io_u_rpop(&td->io_u_requeues);
1569         else if (!queue_full(td)) {
1570                 io_u = io_u_qpop(&td->io_u_freelist);
1571
1572                 io_u->file = NULL;
1573                 io_u->buflen = 0;
1574                 io_u->resid = 0;
1575                 io_u->end_io = NULL;
1576         }
1577
1578         if (io_u) {
1579                 assert(io_u->flags & IO_U_F_FREE);
1580                 io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FREE | IO_U_F_NO_FILE_PUT |
1581                                  IO_U_F_TRIMMED | IO_U_F_BARRIER |
1582                                  IO_U_F_VER_LIST | IO_U_F_PRIORITY);
1583
1584                 io_u->error = 0;
1585                 io_u->acct_ddir = -1;
1586                 td->cur_depth++;
1587                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1588                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_IN_CUR_DEPTH);
1589                 io_u->ipo = NULL;
1590         } else if (td_async_processing(td)) {
1591                 /*
1592                  * We ran out, wait for async verify threads to finish and
1593                  * return one
1594                  */
1595                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1596                 ret = pthread_cond_wait(&td->free_cond, &td->io_u_lock);
1597                 assert(ret == 0);
1598                 if (!td->error)
1599                         goto again;
1600         }
1601
1602         if (needs_lock)
1603                 __td_io_u_unlock(td);
1604
1605         return io_u;
1606 }
1607
1608 static bool check_get_trim(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1609 {
1610         if (!(td->flags & TD_F_TRIM_BACKLOG))
1611                 return false;
1612         if (!td->trim_entries)
1613                 return false;
1614
1615         if (td->trim_batch) {
1616                 td->trim_batch--;
1617                 if (get_next_trim(td, io_u))
1618                         return true;
1619         } else if (!(td->io_hist_len % td->o.trim_backlog) &&
1620                      td->last_ddir != DDIR_READ) {
1621                 td->trim_batch = td->o.trim_batch;
1622                 if (!td->trim_batch)
1623                         td->trim_batch = td->o.trim_backlog;
1624                 if (get_next_trim(td, io_u))
1625                         return true;
1626         }
1627
1628         return false;
1629 }
1630
1631 static bool check_get_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1632 {
1633         if (!(td->flags & TD_F_VER_BACKLOG))
1634                 return false;
1635
1636         if (td->io_hist_len) {
1637                 int get_verify = 0;
1638
1639                 if (td->verify_batch)
1640                         get_verify = 1;
1641                 else if (!(td->io_hist_len % td->o.verify_backlog) &&
1642                          td->last_ddir != DDIR_READ) {
1643                         td->verify_batch = td->o.verify_batch;
1644                         if (!td->verify_batch)
1645                                 td->verify_batch = td->o.verify_backlog;
1646                         get_verify = 1;
1647                 }
1648
1649                 if (get_verify && !get_next_verify(td, io_u)) {
1650                         td->verify_batch--;
1651                         return true;
1652                 }
1653         }
1654
1655         return false;
1656 }
1657
1658 /*
1659  * Fill offset and start time into the buffer content, to prevent too
1660  * easy compressible data for simple de-dupe attempts. Do this for every
1661  * 512b block in the range, since that should be the smallest block size
1662  * we can expect from a device.
1663  */
1664 static void small_content_scramble(struct io_u *io_u)
1665 {
1666         unsigned long long i, nr_blocks = io_u->buflen >> 9;
1667         unsigned int offset;
1668         uint64_t boffset, *iptr;
1669         char *p;
1670
1671         if (!nr_blocks)
1672                 return;
1673
1674         p = io_u->xfer_buf;
1675         boffset = io_u->offset;
1676
1677         if (io_u->buf_filled_len)
1678                 io_u->buf_filled_len = 0;
1679
1680         /*
1681          * Generate random index between 0..7. We do chunks of 512b, if
1682          * we assume a cacheline is 64 bytes, then we have 8 of those.
1683          * Scramble content within the blocks in the same cacheline to
1684          * speed things up.
1685          */
1686         offset = (io_u->start_time.tv_nsec ^ boffset) & 7;
1687
1688         for (i = 0; i < nr_blocks; i++) {
1689                 /*
1690                  * Fill offset into start of cacheline, time into end
1691                  * of cacheline
1692                  */
1693                 iptr = (void *) p + (offset << 6);
1694                 *iptr = boffset;
1695
1696                 iptr = (void *) p + 64 - 2 * sizeof(uint64_t);
1697                 iptr[0] = io_u->start_time.tv_sec;
1698                 iptr[1] = io_u->start_time.tv_nsec;
1699
1700                 p += 512;
1701                 boffset += 512;
1702         }
1703 }
1704
1705 /*
1706  * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
1707  * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped, populated and submitted.
1708  */
1709 struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
1710 {
1711         struct fio_file *f;
1712         struct io_u *io_u;
1713         int do_scramble = 0;
1714         long ret = 0;
1715
1716         io_u = __get_io_u(td);
1717         if (!io_u) {
1718                 dprint(FD_IO, "__get_io_u failed\n");
1719                 return NULL;
1720         }
1721
1722         if (check_get_verify(td, io_u))
1723                 goto out;
1724         if (check_get_trim(td, io_u))
1725                 goto out;
1726
1727         /*
1728          * from a requeue, io_u already setup
1729          */
1730         if (io_u->file)
1731                 goto out;
1732
1733         /*
1734          * If using an iolog, grab next piece if any available.
1735          */
1736         if (td->flags & TD_F_READ_IOLOG) {
1737                 if (read_iolog_get(td, io_u))
1738                         goto err_put;
1739         } else if (set_io_u_file(td, io_u)) {
1740                 ret = -EBUSY;
1741                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1742                 goto err_put;
1743         }
1744
1745         f = io_u->file;
1746         if (!f) {
1747                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1748                 goto err_put;
1749         }
1750
1751         assert(fio_file_open(f));
1752
1753         if (ddir_rw(io_u->ddir)) {
1754                 if (!io_u->buflen && !td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO)) {
1755                         dprint(FD_IO, "get_io_u: zero buflen on %p\n", io_u);
1756                         goto err_put;
1757                 }
1758
1759                 f->last_start[io_u->ddir] = io_u->offset;
1760                 f->last_pos[io_u->ddir] = io_u->offset + io_u->buflen;
1761
1762                 if (io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
1763                         if (td->flags & TD_F_REFILL_BUFFERS) {
1764                                 io_u_fill_buffer(td, io_u,
1765                                         td->o.min_bs[DDIR_WRITE],
1766                                         io_u->buflen);
1767                         } else if ((td->flags & TD_F_SCRAMBLE_BUFFERS) &&
1768                                    !(td->flags & TD_F_COMPRESS) &&
1769                                    !(td->flags & TD_F_DO_VERIFY))
1770                                 do_scramble = 1;
1771                 } else if (io_u->ddir == DDIR_READ) {
1772                         /*
1773                          * Reset the buf_filled parameters so next time if the
1774                          * buffer is used for writes it is refilled.
1775                          */
1776                         io_u->buf_filled_len = 0;
1777                 }
1778         }
1779
1780         /*
1781          * Set io data pointers.
1782          */
1783         io_u->xfer_buf = io_u->buf;
1784         io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
1785
1786 out:
1787         assert(io_u->file);
1788         if (!td_io_prep(td, io_u)) {
1789                 if (!td->o.disable_lat)
1790                         fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
1791
1792                 if (do_scramble)
1793                         small_content_scramble(io_u);
1794
1795                 return io_u;
1796         }
1797 err_put:
1798         dprint(FD_IO, "get_io_u failed\n");
1799         put_io_u(td, io_u);
1800         return ERR_PTR(ret);
1801 }
1802
1803 static void __io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1804 {
1805         enum error_type_bit eb = td_error_type(io_u->ddir, io_u->error);
1806
1807         if (td_non_fatal_error(td, eb, io_u->error) && !td->o.error_dump)
1808                 return;
1809
1810         log_err("fio: io_u error%s%s: %s: %s offset=%llu, buflen=%llu\n",
1811                 io_u->file ? " on file " : "",
1812                 io_u->file ? io_u->file->file_name : "",
1813                 strerror(io_u->error),
1814                 io_ddir_name(io_u->ddir),
1815                 io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
1816
1817         if (td->io_ops->errdetails) {
1818                 char *err = td->io_ops->errdetails(io_u);
1819
1820                 log_err("fio: %s\n", err);
1821                 free(err);
1822         }
1823
1824         if (!td->error)
1825                 td_verror(td, io_u->error, "io_u error");
1826 }
1827
1828 void io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1829 {
1830         __io_u_log_error(td, io_u);
1831         if (td->parent)
1832                 __io_u_log_error(td->parent, io_u);
1833 }
1834
1835 static inline bool gtod_reduce(struct thread_data *td)
1836 {
1837         return (td->o.disable_clat && td->o.disable_slat && td->o.disable_bw)
1838                         || td->o.gtod_reduce;
1839 }
1840
1841 static void trim_block_info(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1842 {
1843         uint32_t *info = io_u_block_info(td, io_u);
1844
1845         if (BLOCK_INFO_STATE(*info) >= BLOCK_STATE_TRIM_FAILURE)
1846                 return;
1847
1848         *info = BLOCK_INFO(BLOCK_STATE_TRIMMED, BLOCK_INFO_TRIMS(*info) + 1);
1849 }
1850
1851 static void account_io_completion(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1852                                   struct io_completion_data *icd,
1853                                   const enum fio_ddir idx, unsigned int bytes)
1854 {
1855         const int no_reduce = !gtod_reduce(td);
1856         unsigned long long llnsec = 0;
1857
1858         if (td->parent)
1859                 td = td->parent;
1860
1861         if (!td->o.stats || td_ioengine_flagged(td, FIO_NOSTATS))
1862                 return;
1863
1864         if (no_reduce)
1865                 llnsec = ntime_since(&io_u->issue_time, &icd->time);
1866
1867         if (!td->o.disable_lat) {
1868                 unsigned long long tnsec;
1869
1870                 tnsec = ntime_since(&io_u->start_time, &icd->time);
1871                 add_lat_sample(td, idx, tnsec, bytes, io_u->offset, io_u_is_prio(io_u));
1872
1873                 if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
1874                         struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
1875
1876                         if (ops->io_u_lat)
1877                                 icd->error = ops->io_u_lat(td, tnsec);
1878                 }
1879
1880                 if (td->o.max_latency && tnsec > td->o.max_latency)
1881                         lat_fatal(td, icd, tnsec, td->o.max_latency);
1882                 if (td->o.latency_target && tnsec > td->o.latency_target) {
1883                         if (lat_target_failed(td))
1884                                 lat_fatal(td, icd, tnsec, td->o.latency_target);
1885                 }
1886         }
1887
1888         if (ddir_rw(idx)) {
1889                 if (!td->o.disable_clat) {
1890                         add_clat_sample(td, idx, llnsec, bytes, io_u->offset, io_u_is_prio(io_u));
1891                         io_u_mark_latency(td, llnsec);
1892                 }
1893
1894                 if (!td->o.disable_bw && per_unit_log(td->bw_log))
1895                         add_bw_sample(td, io_u, bytes, llnsec);
1896
1897                 if (no_reduce && per_unit_log(td->iops_log))
1898                         add_iops_sample(td, io_u, bytes);
1899         } else if (ddir_sync(idx) && !td->o.disable_clat)
1900                 add_sync_clat_sample(&td->ts, llnsec);
1901
1902         if (td->ts.nr_block_infos && io_u->ddir == DDIR_TRIM)
1903                 trim_block_info(td, io_u);
1904 }
1905
1906 static void file_log_write_comp(const struct thread_data *td, struct fio_file *f,
1907                                 uint64_t offset, unsigned int bytes)
1908 {
1909         int idx;
1910
1911         if (!f)
1912                 return;
1913
1914         if (f->first_write == -1ULL || offset < f->first_write)
1915                 f->first_write = offset;
1916         if (f->last_write == -1ULL || ((offset + bytes) > f->last_write))
1917                 f->last_write = offset + bytes;
1918
1919         if (!f->last_write_comp)
1920                 return;
1921
1922         idx = f->last_write_idx++;
1923         f->last_write_comp[idx] = offset;
1924         if (f->last_write_idx == td->o.iodepth)
1925                 f->last_write_idx = 0;
1926 }
1927
1928 static bool should_account(struct thread_data *td)
1929 {
1930         return ramp_time_over(td) && (td->runstate == TD_RUNNING ||
1931                                            td->runstate == TD_VERIFYING);
1932 }
1933
1934 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u **io_u_ptr,
1935                          struct io_completion_data *icd)
1936 {
1937         struct io_u *io_u = *io_u_ptr;
1938         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
1939         struct fio_file *f = io_u->file;
1940
1941         dprint_io_u(io_u, "complete");
1942
1943         assert(io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT);
1944         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT | IO_U_F_BUSY_OK);
1945
1946         /*
1947          * Mark IO ok to verify
1948          */
1949         if (io_u->ipo) {
1950                 /*
1951                  * Remove errored entry from the verification list
1952                  */
1953                 if (io_u->error)
1954                         unlog_io_piece(td, io_u);
1955                 else {
1956                         atomic_store_release(&io_u->ipo->flags,
1957                                         io_u->ipo->flags & ~IP_F_IN_FLIGHT);
1958                 }
1959         }
1960
1961         if (ddir_sync(ddir)) {
1962                 td->last_was_sync = true;
1963                 if (f) {
1964                         f->first_write = -1ULL;
1965                         f->last_write = -1ULL;
1966                 }
1967                 if (should_account(td))
1968                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, io_u->buflen);
1969                 return;
1970         }
1971
1972         td->last_was_sync = false;
1973         td->last_ddir = ddir;
1974
1975         if (!io_u->error && ddir_rw(ddir)) {
1976                 unsigned long long bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
1977                 int ret;
1978
1979                 td->io_blocks[ddir]++;
1980                 td->io_bytes[ddir] += bytes;
1981
1982                 if (!(io_u->flags & IO_U_F_VER_LIST)) {
1983                         td->this_io_blocks[ddir]++;
1984                         td->this_io_bytes[ddir] += bytes;
1985                 }
1986
1987                 if (ddir == DDIR_WRITE)
1988                         file_log_write_comp(td, f, io_u->offset, bytes);
1989
1990                 if (should_account(td))
1991                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, bytes);
1992
1993                 icd->bytes_done[ddir] += bytes;
1994
1995                 if (io_u->end_io) {
1996                         ret = io_u->end_io(td, io_u_ptr);
1997                         io_u = *io_u_ptr;
1998                         if (ret && !icd->error)
1999                                 icd->error = ret;
2000                 }
2001         } else if (io_u->error) {
2002                 icd->error = io_u->error;
2003                 io_u_log_error(td, io_u);
2004         }
2005         if (icd->error) {
2006                 enum error_type_bit eb = td_error_type(ddir, icd->error);
2007
2008                 if (!td_non_fatal_error(td, eb, icd->error))
2009                         return;
2010
2011                 /*
2012                  * If there is a non_fatal error, then add to the error count
2013                  * and clear all the errors.
2014                  */
2015                 update_error_count(td, icd->error);
2016                 td_clear_error(td);
2017                 icd->error = 0;
2018                 if (io_u)
2019                         io_u->error = 0;
2020         }
2021 }
2022
2023 static void init_icd(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
2024                      int nr)
2025 {
2026         int ddir;
2027
2028         if (!gtod_reduce(td))
2029                 fio_gettime(&icd->time, NULL);
2030
2031         icd->nr = nr;
2032
2033         icd->error = 0;
2034         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2035                 icd->bytes_done[ddir] = 0;
2036 }
2037
2038 static void ios_completed(struct thread_data *td,
2039                           struct io_completion_data *icd)
2040 {
2041         struct io_u *io_u;
2042         int i;
2043
2044         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
2045                 io_u = td->io_ops->event(td, i);
2046
2047                 io_completed(td, &io_u, icd);
2048
2049                 if (io_u)
2050                         put_io_u(td, io_u);
2051         }
2052 }
2053
2054 /*
2055  * Complete a single io_u for the sync engines.
2056  */
2057 int io_u_sync_complete(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2058 {
2059         struct io_completion_data icd;
2060         int ddir;
2061
2062         init_icd(td, &icd, 1);
2063         io_completed(td, &io_u, &icd);
2064
2065         if (io_u)
2066                 put_io_u(td, io_u);
2067
2068         if (icd.error) {
2069                 td_verror(td, icd.error, "io_u_sync_complete");
2070                 return -1;
2071         }
2072
2073         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2074                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2075
2076         return 0;
2077 }
2078
2079 /*
2080  * Called to complete min_events number of io for the async engines.
2081  */
2082 int io_u_queued_complete(struct thread_data *td, int min_evts)
2083 {
2084         struct io_completion_data icd;
2085         struct timespec *tvp = NULL;
2086         int ret, ddir;
2087         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0, };
2088
2089         dprint(FD_IO, "io_u_queued_complete: min=%d\n", min_evts);
2090
2091         if (!min_evts)
2092                 tvp = &ts;
2093         else if (min_evts > td->cur_depth)
2094                 min_evts = td->cur_depth;
2095
2096         /* No worries, td_io_getevents fixes min and max if they are
2097          * set incorrectly */
2098         ret = td_io_getevents(td, min_evts, td->o.iodepth_batch_complete_max, tvp);
2099         if (ret < 0) {
2100                 td_verror(td, -ret, "td_io_getevents");
2101                 return ret;
2102         } else if (!ret)
2103                 return ret;
2104
2105         init_icd(td, &icd, ret);
2106         ios_completed(td, &icd);
2107         if (icd.error) {
2108                 td_verror(td, icd.error, "io_u_queued_complete");
2109                 return -1;
2110         }
2111
2112         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2113                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2114
2115         return ret;
2116 }
2117
2118 /*
2119  * Call when io_u is really queued, to update the submission latency.
2120  */
2121 void io_u_queued(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2122 {
2123         if (!td->o.disable_slat && ramp_time_over(td) && td->o.stats) {
2124                 unsigned long slat_time;
2125
2126                 slat_time = ntime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time);
2127
2128                 if (td->parent)
2129                         td = td->parent;
2130
2131                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, slat_time, io_u->xfer_buflen,
2132                                 io_u->offset, io_u_is_prio(io_u));
2133         }
2134 }
2135
2136 /*
2137  * See if we should reuse the last seed, if dedupe is enabled
2138  */
2139 static struct frand_state *get_buf_state(struct thread_data *td)
2140 {
2141         unsigned int v;
2142
2143         if (!td->o.dedupe_percentage)
2144                 return &td->buf_state;
2145         else if (td->o.dedupe_percentage == 100) {
2146                 frand_copy(&td->buf_state_prev, &td->buf_state);
2147                 return &td->buf_state;
2148         }
2149
2150         v = rand_between(&td->dedupe_state, 1, 100);
2151
2152         if (v <= td->o.dedupe_percentage)
2153                 return &td->buf_state_prev;
2154
2155         return &td->buf_state;
2156 }
2157
2158 static void save_buf_state(struct thread_data *td, struct frand_state *rs)
2159 {
2160         if (td->o.dedupe_percentage == 100)
2161                 frand_copy(rs, &td->buf_state_prev);
2162         else if (rs == &td->buf_state)
2163                 frand_copy(&td->buf_state_prev, rs);
2164 }
2165
2166 void fill_io_buffer(struct thread_data *td, void *buf, unsigned long long min_write,
2167                     unsigned long long max_bs)
2168 {
2169         struct thread_options *o = &td->o;
2170
2171         if (o->mem_type == MEM_CUDA_MALLOC)
2172                 return;
2173
2174         if (o->compress_percentage || o->dedupe_percentage) {
2175                 unsigned int perc = td->o.compress_percentage;
2176                 struct frand_state *rs;
2177                 unsigned long long left = max_bs;
2178                 unsigned long long this_write;
2179
2180                 do {
2181                         rs = get_buf_state(td);
2182
2183                         min_write = min(min_write, left);
2184
2185                         if (perc) {
2186                                 this_write = min_not_zero(min_write,
2187                                                         (unsigned long long) td->o.compress_chunk);
2188
2189                                 fill_random_buf_percentage(rs, buf, perc,
2190                                         this_write, this_write,
2191                                         o->buffer_pattern,
2192                                         o->buffer_pattern_bytes);
2193                         } else {
2194                                 fill_random_buf(rs, buf, min_write);
2195                                 this_write = min_write;
2196                         }
2197
2198                         buf += this_write;
2199                         left -= this_write;
2200                         save_buf_state(td, rs);
2201                 } while (left);
2202         } else if (o->buffer_pattern_bytes)
2203                 fill_buffer_pattern(td, buf, max_bs);
2204         else if (o->zero_buffers)
2205                 memset(buf, 0, max_bs);
2206         else
2207                 fill_random_buf(get_buf_state(td), buf, max_bs);
2208 }
2209
2210 /*
2211  * "randomly" fill the buffer contents
2212  */
2213 void io_u_fill_buffer(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
2214                       unsigned long long min_write, unsigned long long max_bs)
2215 {
2216         io_u->buf_filled_len = 0;
2217         fill_io_buffer(td, io_u->buf, min_write, max_bs);
2218 }
2219
2220 static int do_sync_file_range(const struct thread_data *td,
2221                               struct fio_file *f)
2222 {
2223         uint64_t offset, nbytes;
2224
2225         offset = f->first_write;
2226         nbytes = f->last_write - f->first_write;
2227
2228         if (!nbytes)
2229                 return 0;
2230
2231         return sync_file_range(f->fd, offset, nbytes, td->o.sync_file_range);
2232 }
2233
2234 int do_io_u_sync(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2235 {
2236         int ret;
2237
2238         if (io_u->ddir == DDIR_SYNC) {
2239                 ret = fsync(io_u->file->fd);
2240         } else if (io_u->ddir == DDIR_DATASYNC) {
2241 #ifdef CONFIG_FDATASYNC
2242                 ret = fdatasync(io_u->file->fd);
2243 #else
2244                 ret = io_u->xfer_buflen;
2245                 io_u->error = EINVAL;
2246 #endif
2247         } else if (io_u->ddir == DDIR_SYNC_FILE_RANGE)
2248                 ret = do_sync_file_range(td, io_u->file);
2249         else {
2250                 ret = io_u->xfer_buflen;
2251                 io_u->error = EINVAL;
2252         }
2253
2254         if (ret < 0)
2255                 io_u->error = errno;
2256
2257         return ret;
2258 }
2259
2260 int do_io_u_trim(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2261 {
2262 #ifndef FIO_HAVE_TRIM
2263         io_u->error = EINVAL;
2264         return 0;
2265 #else
2266         struct fio_file *f = io_u->file;
2267         int ret;
2268
2269         ret = os_trim(f, io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
2270         if (!ret)
2271                 return io_u->xfer_buflen;
2272
2273         io_u->error = ret;
2274         return 0;
2275 #endif
2276 }