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