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 #include "hash.h"
  10 #include "verify.h"
  11
  12 struct io_completion_data {
  13         int nr;                         /* input */
  14
  15         int error;                      /* output */
  16         unsigned long bytes_done[2];    /* output */
  17         struct timeval time;            /* output */
  18 };
  19
  20 /*
  21  * The ->file_map[] contains a map of blocks we have or have not done io
  22  * to yet. Used to make sure we cover the entire range in a fair fashion.
  23  */
  24 static int random_map_free(struct fio_file *f, const unsigned long long block)
  25 {
  26         unsigned int idx = RAND_MAP_IDX(f, block);
  27         unsigned int bit = RAND_MAP_BIT(f, block);
  28
  29         dprint(FD_RANDOM, "free: b=%llu, idx=%u, bit=%u\n", block, idx, bit);
  30
  31         return (f->file_map[idx] & (1 << bit)) == 0;
  32 }
  33
  34 /*
  35  * Mark a given offset as used in the map.
  36  */
  37 static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
  38 {
  39         unsigned int min_bs = td->o.rw_min_bs;
  40         struct fio_file *f = io_u->file;
  41         unsigned long long block;
  42         unsigned int blocks, nr_blocks;
  43
  44         block = (io_u->offset - f->file_offset) / (unsigned long long) min_bs;
  45         nr_blocks = (io_u->buflen + min_bs - 1) / min_bs;
  46         blocks = 0;
  47
  48         while (nr_blocks) {
  49                 unsigned int this_blocks, mask;
  50                 unsigned int idx, bit;
  51
  52                 /*
  53                  * If we have a mixed random workload, we may
  54                  * encounter blocks we already did IO to.
  55                  */
  56                 if ((td->o.ddir_nr == 1) && !random_map_free(f, block)) {
  57                         if (!blocks)
  58                                 blocks = 1;
  59                         break;
  60                 }
  61
  62                 idx = RAND_MAP_IDX(f, block);
  63                 bit = RAND_MAP_BIT(f, block);
  64
  65                 fio_assert(td, idx < f->num_maps);
  66
  67                 this_blocks = nr_blocks;
  68                 if (this_blocks + bit > BLOCKS_PER_MAP)
  69                         this_blocks = BLOCKS_PER_MAP - bit;
  70
  71                 if (this_blocks == BLOCKS_PER_MAP)
  72                         mask = -1U;
  73                 else
  74                         mask = ((1U << this_blocks) - 1) << bit;
  75
  76                 f->file_map[idx] |= mask;
  77                 nr_blocks -= this_blocks;
  78                 blocks += this_blocks;
  79                 block += this_blocks;
  80         }
  81
  82         if ((blocks * min_bs) < io_u->buflen)
  83                 io_u->buflen = blocks * min_bs;
  84 }
  85
  86 static unsigned long long last_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  87                                      enum fio_ddir ddir)
  88 {
  89         unsigned long long max_blocks;
  90         unsigned long long max_size;
  91
  92         /*
  93          * Hmm, should we make sure that ->io_size <= ->real_file_size?
  94          */
  95         max_size = f->io_size;
  96         if (max_size > f->real_file_size)
  97                 max_size = f->real_file_size;
  98
  99         max_blocks = max_size / (unsigned long long) td->o.ba[ddir];
 100         if (!max_blocks)
 101                 return 0;
 102
 103         return max_blocks;
 104 }
 105
 106 /*
 107  * Return the next free block in the map.
 108  */
 109 static int get_next_free_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 110                                enum fio_ddir ddir, unsigned long long *b)
 111 {
 112         unsigned long long min_bs = td->o.rw_min_bs;
 113         int i;
 114
 115         i = f->last_free_lookup;
 116         *b = (i * BLOCKS_PER_MAP);
 117         while ((*b) * min_bs < f->real_file_size &&
 118                 (*b) * min_bs < f->io_size) {
 119                 if (f->file_map[i] != (unsigned int) -1) {
 120                         *b += ffz(f->file_map[i]);
 121                         if (*b > last_block(td, f, ddir))
 122                                 break;
 123                         f->last_free_lookup = i;
 124                         return 0;
 125                 }
 126
 127                 *b += BLOCKS_PER_MAP;
 128                 i++;
 129         }
 130
 131         dprint(FD_IO, "failed finding a free block\n");
 132         return 1;
 133 }
 134
 135 static int get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 136                                 enum fio_ddir ddir, unsigned long long *b)
 137 {
 138         unsigned long long r;
 139         int loops = 5;
 140
 141         do {
 142                 r = os_random_long(&td->random_state);
 143                 dprint(FD_RANDOM, "off rand %llu\n", r);
 144                 *b = (last_block(td, f, ddir) - 1)
 145                         * (r / ((unsigned long long) OS_RAND_MAX + 1.0));
 146
 147                 /*
 148                  * if we are not maintaining a random map, we are done.
 149                  */
 150                 if (!file_randommap(td, f))
 151                         return 0;
 152
 153                 /*
 154                  * calculate map offset and check if it's free
 155                  */
 156                 if (random_map_free(f, *b))
 157                         return 0;
 158
 159                 dprint(FD_RANDOM, "get_next_rand_offset: offset %llu busy\n",
 160                                                                         *b);
 161         } while (--loops);
 162
 163         /*
 164          * we get here, if we didn't suceed in looking up a block. generate
 165          * a random start offset into the filemap, and find the first free
 166          * block from there.
 167          */
 168         loops = 10;
 169         do {
 170                 f->last_free_lookup = (f->num_maps - 1) *
 171                                         (r / (OS_RAND_MAX + 1.0));
 172                 if (!get_next_free_block(td, f, ddir, b))
 173                         return 0;
 174
 175                 r = os_random_long(&td->random_state);
 176         } while (--loops);
 177
 178         /*
 179          * that didn't work either, try exhaustive search from the start
 180          */
 181         f->last_free_lookup = 0;
 182         return get_next_free_block(td, f, ddir, b);
 183 }
 184
 185 /*
 186  * For random io, generate a random new block and see if it's used. Repeat
 187  * until we find a free one. For sequential io, just return the end of
 188  * the last io issued.
 189  */
 190 static int __get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 191 {
 192         struct fio_file *f = io_u->file;
 193         unsigned long long b;
 194         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
 195
 196         if (td_random(td) && (td->o.ddir_nr && !--td->ddir_nr)) {
 197                 td->ddir_nr = td->o.ddir_nr;
 198
 199                 if (get_next_rand_offset(td, f, ddir, &b)) {
 200                         dprint(FD_IO, "%s: getting rand offset failed\n",
 201                                 f->file_name);
 202                         return 1;
 203                 }
 204         } else {
 205                 if (f->last_pos >= f->real_file_size) {
 206                         if (!td_random(td) ||
 207                              get_next_rand_offset(td, f, ddir, &b)) {
 208                                 dprint(FD_IO, "%s: pos %llu > size %llu\n",
 209                                                 f->file_name, f->last_pos,
 210                                                 f->real_file_size);
 211                                 return 1;
 212                         }
 213                 } else
 214                         b = (f->last_pos - f->file_offset) / td->o.min_bs[ddir];
 215         }
 216
 217         io_u->offset = b * td->o.ba[ddir];
 218         if (io_u->offset >= f->io_size) {
 219                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= io_size %llu\n",
 220                                         io_u->offset, f->io_size);
 221                 return 1;
 222         }
 223
 224         io_u->offset += f->file_offset;
 225         if (io_u->offset >= f->real_file_size) {
 226                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= size %llu\n",
 227                                         io_u->offset, f->real_file_size);
 228                 return 1;
 229         }
 230
 231         return 0;
 232 }
 233
 234 static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 235 {
 236         struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
 237
 238         if (ops->fill_io_u_off)
 239                 return ops->fill_io_u_off(td, io_u);
 240
 241         return __get_next_offset(td, io_u);
 242 }
 243
 244 static unsigned int __get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 245 {
 246         const int ddir = io_u->ddir;
 247         unsigned int uninitialized_var(buflen);
 248         unsigned int minbs, maxbs;
 249         long r;
 250
 251         minbs = td->o.min_bs[ddir];
 252         maxbs = td->o.max_bs[ddir];
 253
 254         if (minbs == maxbs)
 255                 buflen = minbs;
 256         else {
 257                 r = os_random_long(&td->bsrange_state);
 258                 if (!td->o.bssplit_nr[ddir]) {
 259                         buflen = 1 + (unsigned int) ((double) maxbs *
 260                                         (r / (OS_RAND_MAX + 1.0)));
 261                         if (buflen < minbs)
 262                                 buflen = minbs;
 263                 } else {
 264                         long perc = 0;
 265                         unsigned int i;
 266
 267                         for (i = 0; i < td->o.bssplit_nr[ddir]; i++) {
 268                                 struct bssplit *bsp = &td->o.bssplit[ddir][i];
 269
 270                                 buflen = bsp->bs;
 271                                 perc += bsp->perc;
 272                                 if (r <= ((OS_RAND_MAX / 100L) * perc))
 273                                         break;
 274                         }
 275                 }
 276                 if (!td->o.bs_unaligned && is_power_of_2(minbs))
 277                         buflen = (buflen + minbs - 1) & ~(minbs - 1);
 278         }
 279
 280         if (io_u->offset + buflen > io_u->file->real_file_size) {
 281                 dprint(FD_IO, "lower buflen %u -> %u (ddir=%d)\n", buflen,
 282                                                 minbs, ddir);
 283                 buflen = minbs;
 284         }
 285
 286         return buflen;
 287 }
 288
 289 static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 290 {
 291         struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
 292
 293         if (ops->fill_io_u_size)
 294                 return ops->fill_io_u_size(td, io_u);
 295
 296         return __get_next_buflen(td, io_u);
 297 }
 298
 299 static void set_rwmix_bytes(struct thread_data *td)
 300 {
 301         unsigned int diff;
 302
 303         /*
 304          * we do time or byte based switch. this is needed because
 305          * buffered writes may issue a lot quicker than they complete,
 306          * whereas reads do not.
 307          */
 308         diff = td->o.rwmix[td->rwmix_ddir ^ 1];
 309         td->rwmix_issues = (td->io_issues[td->rwmix_ddir] * diff) / 100;
 310 }
 311
 312 static inline enum fio_ddir get_rand_ddir(struct thread_data *td)
 313 {
 314         unsigned int v;
 315         long r;
 316
 317         r = os_random_long(&td->rwmix_state);
 318         v = 1 + (int) (100.0 * (r / (OS_RAND_MAX + 1.0)));
 319         if (v <= td->o.rwmix[DDIR_READ])
 320                 return DDIR_READ;
 321
 322         return DDIR_WRITE;
 323 }
 324
 325 static enum fio_ddir rate_ddir(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 326 {
 327         enum fio_ddir odir = ddir ^ 1;
 328         struct timeval t;
 329         long usec;
 330
 331         if (td->rate_pending_usleep[ddir] <= 0)
 332                 return ddir;
 333
 334         /*
 335          * We have too much pending sleep in this direction. See if we
 336          * should switch.
 337          */
 338         if (td_rw(td)) {
 339                 /*
 340                  * Other direction does not have too much pending, switch
 341                  */
 342                 if (td->rate_pending_usleep[odir] < 100000)
 343                         return odir;
 344
 345                 /*
 346                  * Both directions have pending sleep. Sleep the minimum time
 347                  * and deduct from both.
 348                  */
 349                 if (td->rate_pending_usleep[ddir] <=
 350                         td->rate_pending_usleep[odir]) {
 351                         usec = td->rate_pending_usleep[ddir];
 352                 } else {
 353                         usec = td->rate_pending_usleep[odir];
 354                         ddir = odir;
 355                 }
 356         } else
 357                 usec = td->rate_pending_usleep[ddir];
 358
 359         fio_gettime(&t, NULL);
 360         usec_sleep(td, usec);
 361         usec = utime_since_now(&t);
 362
 363         td->rate_pending_usleep[ddir] -= usec;
 364
 365         odir = ddir ^ 1;
 366         if (td_rw(td) && __should_check_rate(td, odir))
 367                 td->rate_pending_usleep[odir] -= usec;
 368
 369         return ddir;
 370 }
 371
 372 /*
 373  * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
 374  * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
 375  * necessary.
 376  */
 377 static enum fio_ddir get_rw_ddir(struct thread_data *td)
 378 {
 379         enum fio_ddir ddir;
 380
 381         /*
 382          * see if it's time to fsync
 383          */
 384         if (td->o.fsync_blocks &&
 385            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fsync_blocks) &&
 386              td->io_issues[DDIR_WRITE] && should_fsync(td))
 387                 return DDIR_SYNC;
 388
 389         /*
 390          * see if it's time to fdatasync
 391          */
 392         if (td->o.fdatasync_blocks &&
 393            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fdatasync_blocks) &&
 394              td->io_issues[DDIR_WRITE] && should_fsync(td))
 395                 return DDIR_DATASYNC;
 396
 397         if (td_rw(td)) {
 398                 /*
 399                  * Check if it's time to seed a new data direction.
 400                  */
 401                 if (td->io_issues[td->rwmix_ddir] >= td->rwmix_issues) {
 402                         /*
 403                          * Put a top limit on how many bytes we do for
 404                          * one data direction, to avoid overflowing the
 405                          * ranges too much
 406                          */
 407                         ddir = get_rand_ddir(td);
 408
 409                         if (ddir != td->rwmix_ddir)
 410                                 set_rwmix_bytes(td);
 411
 412                         td->rwmix_ddir = ddir;
 413                 }
 414                 ddir = td->rwmix_ddir;
 415         } else if (td_read(td))
 416                 ddir = DDIR_READ;
 417         else
 418                 ddir = DDIR_WRITE;
 419
 420         td->rwmix_ddir = rate_ddir(td, ddir);
 421         return td->rwmix_ddir;
 422 }
 423
 424 void put_file_log(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 425 {
 426         int ret = put_file(td, f);
 427
 428         if (ret)
 429                 td_verror(td, ret, "file close");
 430 }
 431
 432 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 433 {
 434         td_io_u_lock(td);
 435
 436         io_u->flags |= IO_U_F_FREE;
 437         io_u->flags &= ~IO_U_F_FREE_DEF;
 438
 439         if (io_u->file)
 440                 put_file_log(td, io_u->file);
 441
 442         io_u->file = NULL;
 443         if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH)
 444                 td->cur_depth--;
 445         flist_del_init(&io_u->list);
 446         flist_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
 447         td_io_u_unlock(td);
 448         td_io_u_free_notify(td);
 449 }
 450
 451 void clear_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 452 {
 453         io_u->flags &= ~IO_U_F_FLIGHT;
 454         put_io_u(td, io_u);
 455 }
 456
 457 void requeue_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 458 {
 459         struct io_u *__io_u = *io_u;
 460
 461         dprint(FD_IO, "requeue %p\n", __io_u);
 462
 463         td_io_u_lock(td);
 464
 465         __io_u->flags |= IO_U_F_FREE;
 466         if ((__io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT) && !ddir_sync(__io_u->ddir))
 467                 td->io_issues[__io_u->ddir]--;
 468
 469         __io_u->flags &= ~IO_U_F_FLIGHT;
 470         if (__io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH)
 471                 td->cur_depth--;
 472         flist_del(&__io_u->list);
 473         flist_add_tail(&__io_u->list, &td->io_u_requeues);
 474         td_io_u_unlock(td);
 475         *io_u = NULL;
 476 }
 477
 478 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 479 {
 480         if (td->io_ops->flags & FIO_NOIO)
 481                 goto out;
 482
 483         io_u->ddir = get_rw_ddir(td);
 484
 485         /*
 486          * fsync() or fdatasync(), we are done
 487          */
 488         if (ddir_sync(io_u->ddir))
 489                 goto out;
 490
 491         /*
 492          * See if it's time to switch to a new zone
 493          */
 494         if (td->zone_bytes >= td->o.zone_size) {
 495                 td->zone_bytes = 0;
 496                 io_u->file->last_pos += td->o.zone_skip;
 497                 td->io_skip_bytes += td->o.zone_skip;
 498         }
 499
 500         /*
 501          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next buflen and
 502          * position.
 503          */
 504         if (get_next_offset(td, io_u)) {
 505                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting offset\n", io_u);
 506                 return 1;
 507         }
 508
 509         io_u->buflen = get_next_buflen(td, io_u);
 510         if (!io_u->buflen) {
 511                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting buflen\n", io_u);
 512                 return 1;
 513         }
 514
 515         if (io_u->offset + io_u->buflen > io_u->file->real_file_size) {
 516                 dprint(FD_IO, "io_u %p, offset too large\n", io_u);
 517                 dprint(FD_IO, "  off=%llu/%lu > %llu\n", io_u->offset,
 518                                 io_u->buflen, io_u->file->real_file_size);
 519                 return 1;
 520         }
 521
 522         /*
 523          * mark entry before potentially trimming io_u
 524          */
 525         if (td_random(td) && file_randommap(td, io_u->file))
 526                 mark_random_map(td, io_u);
 527
 528         /*
 529          * If using a write iolog, store this entry.
 530          */
 531 out:
 532         dprint_io_u(io_u, "fill_io_u");
 533         td->zone_bytes += io_u->buflen;
 534         log_io_u(td, io_u);
 535         return 0;
 536 }
 537
 538 static void __io_u_mark_map(unsigned int *map, unsigned int nr)
 539 {
 540         int index = 0;
 541
 542         switch (nr) {
 543         default:
 544                 index = 6;
 545                 break;
 546         case 33 ... 64:
 547                 index = 5;
 548                 break;
 549         case 17 ... 32:
 550                 index = 4;
 551                 break;
 552         case 9 ... 16:
 553                 index = 3;
 554                 break;
 555         case 5 ... 8:
 556                 index = 2;
 557                 break;
 558         case 1 ... 4:
 559                 index = 1;
 560         case 0:
 561                 break;
 562         }
 563
 564         map[index]++;
 565 }
 566
 567 void io_u_mark_submit(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 568 {
 569         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_submit, nr);
 570         td->ts.total_submit++;
 571 }
 572
 573 void io_u_mark_complete(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 574 {
 575         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_complete, nr);
 576         td->ts.total_complete++;
 577 }
 578
 579 void io_u_mark_depth(struct thread_data *td, unsigned int nr)
 580 {
 581         int index = 0;
 582
 583         switch (td->cur_depth) {
 584         default:
 585                 index = 6;
 586                 break;
 587         case 32 ... 63:
 588                 index = 5;
 589                 break;
 590         case 16 ... 31:
 591                 index = 4;
 592                 break;
 593         case 8 ... 15:
 594                 index = 3;
 595                 break;
 596         case 4 ... 7:
 597                 index = 2;
 598                 break;
 599         case 2 ... 3:
 600                 index = 1;
 601         case 1:
 602                 break;
 603         }
 604
 605         td->ts.io_u_map[index] += nr;
 606 }
 607
 608 static void io_u_mark_lat_usec(struct thread_data *td, unsigned long usec)
 609 {
 610         int index = 0;
 611
 612         assert(usec < 1000);
 613
 614         switch (usec) {
 615         case 750 ... 999:
 616                 index = 9;
 617                 break;
 618         case 500 ... 749:
 619                 index = 8;
 620                 break;
 621         case 250 ... 499:
 622                 index = 7;
 623                 break;
 624         case 100 ... 249:
 625                 index = 6;
 626                 break;
 627         case 50 ... 99:
 628                 index = 5;
 629                 break;
 630         case 20 ... 49:
 631                 index = 4;
 632                 break;
 633         case 10 ... 19:
 634                 index = 3;
 635                 break;
 636         case 4 ... 9:
 637                 index = 2;
 638                 break;
 639         case 2 ... 3:
 640                 index = 1;
 641         case 0 ... 1:
 642                 break;
 643         }
 644
 645         assert(index < FIO_IO_U_LAT_U_NR);
 646         td->ts.io_u_lat_u[index]++;
 647 }
 648
 649 static void io_u_mark_lat_msec(struct thread_data *td, unsigned long msec)
 650 {
 651         int index = 0;
 652
 653         switch (msec) {
 654         default:
 655                 index = 11;
 656                 break;
 657         case 1000 ... 1999:
 658                 index = 10;
 659                 break;
 660         case 750 ... 999:
 661                 index = 9;
 662                 break;
 663         case 500 ... 749:
 664                 index = 8;
 665                 break;
 666         case 250 ... 499:
 667                 index = 7;
 668                 break;
 669         case 100 ... 249:
 670                 index = 6;
 671                 break;
 672         case 50 ... 99:
 673                 index = 5;
 674                 break;
 675         case 20 ... 49:
 676                 index = 4;
 677                 break;
 678         case 10 ... 19:
 679                 index = 3;
 680                 break;
 681         case 4 ... 9:
 682                 index = 2;
 683                 break;
 684         case 2 ... 3:
 685                 index = 1;
 686         case 0 ... 1:
 687                 break;
 688         }
 689
 690         assert(index < FIO_IO_U_LAT_M_NR);
 691         td->ts.io_u_lat_m[index]++;
 692 }
 693
 694 static void io_u_mark_latency(struct thread_data *td, unsigned long usec)
 695 {
 696         if (usec < 1000)
 697                 io_u_mark_lat_usec(td, usec);
 698         else
 699                 io_u_mark_lat_msec(td, usec / 1000);
 700 }
 701
 702 /*
 703  * Get next file to service by choosing one at random
 704  */
 705 static struct fio_file *get_next_file_rand(struct thread_data *td,
 706                                            enum fio_file_flags goodf,
 707                                            enum fio_file_flags badf)
 708 {
 709         struct fio_file *f;
 710         int fno;
 711
 712         do {
 713                 long r = os_random_long(&td->next_file_state);
 714                 int opened = 0;
 715
 716                 fno = (unsigned int) ((double) td->o.nr_files
 717                         * (r / (OS_RAND_MAX + 1.0)));
 718                 f = td->files[fno];
 719                 if (fio_file_done(f))
 720                         continue;
 721
 722                 if (!fio_file_open(f)) {
 723                         int err;
 724
 725                         err = td_io_open_file(td, f);
 726                         if (err)
 727                                 continue;
 728                         opened = 1;
 729                 }
 730
 731                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf)) {
 732                         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rand: %p\n", f);
 733                         return f;
 734                 }
 735                 if (opened)
 736                         td_io_close_file(td, f);
 737         } while (1);
 738 }
 739
 740 /*
 741  * Get next file to service by doing round robin between all available ones
 742  */
 743 static struct fio_file *get_next_file_rr(struct thread_data *td, int goodf,
 744                                          int badf)
 745 {
 746         unsigned int old_next_file = td->next_file;
 747         struct fio_file *f;
 748
 749         do {
 750                 int opened = 0;
 751
 752                 f = td->files[td->next_file];
 753
 754                 td->next_file++;
 755                 if (td->next_file >= td->o.nr_files)
 756                         td->next_file = 0;
 757
 758                 dprint(FD_FILE, "trying file %s %x\n", f->file_name, f->flags);
 759                 if (fio_file_done(f)) {
 760                         f = NULL;
 761                         continue;
 762                 }
 763
 764                 if (!fio_file_open(f)) {
 765                         int err;
 766
 767                         err = td_io_open_file(td, f);
 768                         if (err) {
 769                                 dprint(FD_FILE, "error %d on open of %s\n",
 770                                         err, f->file_name);
 771                                 f = NULL;
 772                                 continue;
 773                         }
 774                         opened = 1;
 775                 }
 776
 777                 dprint(FD_FILE, "goodf=%x, badf=%x, ff=%x\n", goodf, badf,
 778                                                                 f->flags);
 779                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf))
 780                         break;
 781
 782                 if (opened)
 783                         td_io_close_file(td, f);
 784
 785                 f = NULL;
 786         } while (td->next_file != old_next_file);
 787
 788         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rr: %p\n", f);
 789         return f;
 790 }
 791
 792 static struct fio_file *__get_next_file(struct thread_data *td)
 793 {
 794         struct fio_file *f;
 795
 796         assert(td->o.nr_files <= td->files_index);
 797
 798         if (td->nr_done_files >= td->o.nr_files) {
 799                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: nr_open=%d, nr_done=%d,"
 800                                 " nr_files=%d\n", td->nr_open_files,
 801                                                   td->nr_done_files,
 802                                                   td->o.nr_files);
 803                 return NULL;
 804         }
 805
 806         f = td->file_service_file;
 807         if (f && fio_file_open(f) && !fio_file_closing(f)) {
 808                 if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
 809                         goto out;
 810                 if (td->file_service_left--)
 811                         goto out;
 812         }
 813
 814         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RR ||
 815             td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
 816                 f = get_next_file_rr(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
 817         else
 818                 f = get_next_file_rand(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
 819
 820         td->file_service_file = f;
 821         td->file_service_left = td->file_service_nr - 1;
 822 out:
 823         dprint(FD_FILE, "get_next_file: %p [%s]\n", f, f->file_name);
 824         return f;
 825 }
 826
 827 static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
 828 {
 829         struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
 830
 831         if (ops->get_next_file)
 832                 return ops->get_next_file(td);
 833
 834         return __get_next_file(td);
 835 }
 836
 837 static int set_io_u_file(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 838 {
 839         struct fio_file *f;
 840
 841         do {
 842                 f = get_next_file(td);
 843                 if (!f)
 844                         return 1;
 845
 846                 io_u->file = f;
 847                 get_file(f);
 848
 849                 if (!fill_io_u(td, io_u))
 850                         break;
 851
 852                 put_file_log(td, f);
 853                 td_io_close_file(td, f);
 854                 io_u->file = NULL;
 855                 fio_file_set_done(f);
 856                 td->nr_done_files++;
 857                 dprint(FD_FILE, "%s: is done (%d of %d)\n", f->file_name,
 858                                         td->nr_done_files, td->o.nr_files);
 859         } while (1);
 860
 861         return 0;
 862 }
 863
 864
 865 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
 866 {
 867         struct io_u *io_u = NULL;
 868
 869         td_io_u_lock(td);
 870
 871 again:
 872         if (!flist_empty(&td->io_u_requeues))
 873                 io_u = flist_entry(td->io_u_requeues.next, struct io_u, list);
 874         else if (!queue_full(td)) {
 875                 io_u = flist_entry(td->io_u_freelist.next, struct io_u, list);
 876
 877                 io_u->buflen = 0;
 878                 io_u->resid = 0;
 879                 io_u->file = NULL;
 880                 io_u->end_io = NULL;
 881         }
 882
 883         /*
 884          * We ran out, wait for async verify threads to finish and return one
 885          */
 886         if (!io_u && td->o.verify_async) {
 887                 pthread_cond_wait(&td->free_cond, &td->io_u_lock);
 888                 goto again;
 889         }
 890
 891         if (io_u) {
 892                 assert(io_u->flags & IO_U_F_FREE);
 893                 io_u->flags &= ~(IO_U_F_FREE | IO_U_F_FREE_DEF);
 894
 895                 io_u->error = 0;
 896                 flist_del(&io_u->list);
 897                 flist_add(&io_u->list, &td->io_u_busylist);
 898                 td->cur_depth++;
 899                 io_u->flags |= IO_U_F_IN_CUR_DEPTH;
 900         }
 901
 902         td_io_u_unlock(td);
 903         return io_u;
 904 }
 905
 906 /*
 907  * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
 908  * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped and submitted.
 909  */
 910 struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
 911 {
 912         struct fio_file *f;
 913         struct io_u *io_u;
 914
 915         io_u = __get_io_u(td);
 916         if (!io_u) {
 917                 dprint(FD_IO, "__get_io_u failed\n");
 918                 return NULL;
 919         }
 920
 921         /*
 922          * from a requeue, io_u already setup
 923          */
 924         if (io_u->file)
 925                 goto out;
 926
 927         /*
 928          * If using an iolog, grab next piece if any available.
 929          */
 930         if (td->o.read_iolog_file) {
 931                 if (read_iolog_get(td, io_u))
 932                         goto err_put;
 933         } else if (set_io_u_file(td, io_u)) {
 934                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
 935                 goto err_put;
 936         }
 937
 938         f = io_u->file;
 939         assert(fio_file_open(f));
 940
 941         if (!ddir_sync(io_u->ddir)) {
 942                 if (!io_u->buflen && !(td->io_ops->flags & FIO_NOIO)) {
 943                         dprint(FD_IO, "get_io_u: zero buflen on %p\n", io_u);
 944                         goto err_put;
 945                 }
 946
 947                 f->last_pos = io_u->offset + io_u->buflen;
 948
 949                 if (td->o.verify != VERIFY_NONE && io_u->ddir == DDIR_WRITE)
 950                         populate_verify_io_u(td, io_u);
 951                 else if (td->o.refill_buffers && io_u->ddir == DDIR_WRITE)
 952                         io_u_fill_buffer(td, io_u, io_u->xfer_buflen);
 953         }
 954
 955         /*
 956          * Set io data pointers.
 957          */
 958         io_u->xfer_buf = io_u->buf;
 959         io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
 960
 961 out:
 962         if (!td_io_prep(td, io_u)) {
 963                 if (!td->o.disable_slat)
 964                         fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
 965                 return io_u;
 966         }
 967 err_put:
 968         dprint(FD_IO, "get_io_u failed\n");
 969         put_io_u(td, io_u);
 970         return NULL;
 971 }
 972
 973 void io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 974 {
 975         const char *msg[] = { "read", "write", "sync" };
 976
 977         log_err("fio: io_u error");
 978
 979         if (io_u->file)
 980                 log_err(" on file %s", io_u->file->file_name);
 981
 982         log_err(": %s\n", strerror(io_u->error));
 983
 984         log_err("     %s offset=%llu, buflen=%lu\n", msg[io_u->ddir],
 985                                         io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
 986
 987         if (!td->error)
 988                 td_verror(td, io_u->error, "io_u error");
 989 }
 990
 991 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 992                          struct io_completion_data *icd)
 993 {
 994         /*
 995          * Older gcc's are too dumb to realize that usec is always used
 996          * initialized, silence that warning.
 997          */
 998         unsigned long uninitialized_var(usec);
 999
1000         dprint_io_u(io_u, "io complete");
1001
1002         td_io_u_lock(td);
1003         assert(io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT);
1004         io_u->flags &= ~IO_U_F_FLIGHT;
1005         td_io_u_unlock(td);
1006
1007         if (ddir_sync(io_u->ddir)) {
1008                 td->last_was_sync = 1;
1009                 return;
1010         }
1011
1012         td->last_was_sync = 0;
1013
1014         if (!io_u->error) {
1015                 unsigned int bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
1016                 const enum fio_ddir idx = io_u->ddir;
1017                 const enum fio_ddir odx = io_u->ddir ^ 1;
1018                 int ret;
1019
1020                 td->io_blocks[idx]++;
1021                 td->io_bytes[idx] += bytes;
1022                 td->this_io_bytes[idx] += bytes;
1023
1024                 if (ramp_time_over(td)) {
1025                         unsigned long uninitialized_var(lusec);
1026
1027                         if (!td->o.disable_clat || !td->o.disable_bw)
1028                                 lusec = utime_since(&io_u->issue_time,
1029                                                         &icd->time);
1030
1031                         if (!td->o.disable_clat) {
1032                                 add_clat_sample(td, idx, lusec, bytes);
1033                                 io_u_mark_latency(td, lusec);
1034                         }
1035                         if (!td->o.disable_bw)
1036                                 add_bw_sample(td, idx, bytes, &icd->time);
1037                         if (__should_check_rate(td, idx)) {
1038                                 td->rate_pending_usleep[idx] =
1039                                         ((td->this_io_bytes[idx] *
1040                                           td->rate_nsec_cycle[idx]) / 1000 -
1041                                          utime_since_now(&td->start));
1042                         }
1043                         if (__should_check_rate(td, idx ^ 1))
1044                                 td->rate_pending_usleep[odx] =
1045                                         ((td->this_io_bytes[odx] *
1046                                           td->rate_nsec_cycle[odx]) / 1000 -
1047                                          utime_since_now(&td->start));
1048                 }
1049
1050                 if (td_write(td) && idx == DDIR_WRITE &&
1051                     td->o.do_verify &&
1052                     td->o.verify != VERIFY_NONE)
1053                         log_io_piece(td, io_u);
1054
1055                 icd->bytes_done[idx] += bytes;
1056
1057                 if (io_u->end_io) {
1058                         ret = io_u->end_io(td, io_u);
1059                         if (ret && !icd->error)
1060                                 icd->error = ret;
1061                 }
1062         } else {
1063                 icd->error = io_u->error;
1064                 io_u_log_error(td, io_u);
1065         }
1066         if (td->o.continue_on_error && icd->error &&
1067             td_non_fatal_error(icd->error)) {
1068                 /*
1069                  * If there is a non_fatal error, then add to the error count
1070                  * and clear all the errors.
1071                  */
1072                 update_error_count(td, icd->error);
1073                 td_clear_error(td);
1074                 icd->error = 0;
1075                 io_u->error = 0;
1076         }
1077 }
1078
1079 static void init_icd(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
1080                      int nr)
1081 {
1082         if (!td->o.disable_clat || !td->o.disable_bw)
1083                 fio_gettime(&icd->time, NULL);
1084
1085         icd->nr = nr;
1086
1087         icd->error = 0;
1088         icd->bytes_done[0] = icd->bytes_done[1] = 0;
1089 }
1090
1091 static void ios_completed(struct thread_data *td,
1092                           struct io_completion_data *icd)
1093 {
1094         struct io_u *io_u;
1095         int i;
1096
1097         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
1098                 io_u = td->io_ops->event(td, i);
1099
1100                 io_completed(td, io_u, icd);
1101
1102                 if (!(io_u->flags & IO_U_F_FREE_DEF))
1103                         put_io_u(td, io_u);
1104         }
1105 }
1106
1107 /*
1108  * Complete a single io_u for the sync engines.
1109  */
1110 int io_u_sync_complete(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1111                        unsigned long *bytes)
1112 {
1113         struct io_completion_data icd;
1114
1115         init_icd(td, &icd, 1);
1116         io_completed(td, io_u, &icd);
1117
1118         if (!(io_u->flags & IO_U_F_FREE_DEF))
1119                 put_io_u(td, io_u);
1120
1121         if (icd.error) {
1122                 td_verror(td, icd.error, "io_u_sync_complete");
1123                 return -1;
1124         }
1125
1126         if (bytes) {
1127                 bytes[0] += icd.bytes_done[0];
1128                 bytes[1] += icd.bytes_done[1];
1129         }
1130
1131         return 0;
1132 }
1133
1134 /*
1135  * Called to complete min_events number of io for the async engines.
1136  */
1137 int io_u_queued_complete(struct thread_data *td, int min_evts,
1138                          unsigned long *bytes)
1139 {
1140         struct io_completion_data icd;
1141         struct timespec *tvp = NULL;
1142         int ret;
1143         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0, };
1144
1145         dprint(FD_IO, "io_u_queued_completed: min=%d\n", min_evts);
1146
1147         if (!min_evts)
1148                 tvp = &ts;
1149
1150         ret = td_io_getevents(td, min_evts, td->o.iodepth_batch_complete, tvp);
1151         if (ret < 0) {
1152                 td_verror(td, -ret, "td_io_getevents");
1153                 return ret;
1154         } else if (!ret)
1155                 return ret;
1156
1157         init_icd(td, &icd, ret);
1158         ios_completed(td, &icd);
1159         if (icd.error) {
1160                 td_verror(td, icd.error, "io_u_queued_complete");
1161                 return -1;
1162         }
1163
1164         if (bytes) {
1165                 bytes[0] += icd.bytes_done[0];
1166                 bytes[1] += icd.bytes_done[1];
1167         }
1168
1169         return 0;
1170 }
1171
1172 /*
1173  * Call when io_u is really queued, to update the submission latency.
1174  */
1175 void io_u_queued(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1176 {
1177         if (!td->o.disable_slat) {
1178                 unsigned long slat_time;
1179
1180                 slat_time = utime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time);
1181                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, slat_time, io_u->xfer_buflen);
1182         }
1183 }
1184
1185 /*
1186  * "randomly" fill the buffer contents
1187  */
1188 void io_u_fill_buffer(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1189                       unsigned int max_bs)
1190 {
1191         long *ptr = io_u->buf;
1192
1193         if (!td->o.zero_buffers) {
1194                 while ((void *) ptr - io_u->buf < max_bs) {
1195                         *ptr = rand() * GOLDEN_RATIO_PRIME;
1196                         ptr++;
1197                 }
1198         } else
1199                 memset(ptr, 0, max_bs);
1200 }