io_u.c

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