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 #include "trim.h"
  12 #include "lib/rand.h"
  13 #include "lib/axmap.h"
  14 #include "err.h"
  15 #include "lib/pow2.h"
  16 #include "minmax.h"
  17
  18 struct io_completion_data {
  19         int nr;                         /* input */
  20
  21         int error;                      /* output */
  22         uint64_t bytes_done[DDIR_RWDIR_CNT];    /* output */
  23         struct timespec time;           /* output */
  24 };
  25
  26 /*
  27  * The ->io_axmap contains a map of blocks we have or have not done io
  28  * to yet. Used to make sure we cover the entire range in a fair fashion.
  29  */
  30 static bool random_map_free(struct fio_file *f, const uint64_t block)
  31 {
  32         return !axmap_isset(f->io_axmap, block);
  33 }
  34
  35 /*
  36  * Mark a given offset as used in the map.
  37  */
  38 static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
  39 {
  40         unsigned int min_bs = td->o.min_bs[io_u->ddir];
  41         struct fio_file *f = io_u->file;
  42         unsigned int nr_blocks;
  43         uint64_t block;
  44
  45         block = (io_u->offset - f->file_offset) / (uint64_t) min_bs;
  46         nr_blocks = (io_u->buflen + min_bs - 1) / min_bs;
  47
  48         if (!(io_u->flags & IO_U_F_BUSY_OK))
  49                 nr_blocks = axmap_set_nr(f->io_axmap, block, nr_blocks);
  50
  51         if ((nr_blocks * min_bs) < io_u->buflen)
  52                 io_u->buflen = nr_blocks * min_bs;
  53 }
  54
  55 static uint64_t last_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  56                            enum fio_ddir ddir)
  57 {
  58         uint64_t max_blocks;
  59         uint64_t max_size;
  60
  61         assert(ddir_rw(ddir));
  62
  63         /*
  64          * Hmm, should we make sure that ->io_size <= ->real_file_size?
  65          * -> not for now since there is code assuming it could go either.
  66          */
  67         max_size = f->io_size;
  68         if (max_size > f->real_file_size)
  69                 max_size = f->real_file_size;
  70
  71         if (td->o.zone_range)
  72                 max_size = td->o.zone_range;
  73
  74         if (td->o.min_bs[ddir] > td->o.ba[ddir])
  75                 max_size -= td->o.min_bs[ddir] - td->o.ba[ddir];
  76
  77         max_blocks = max_size / (uint64_t) td->o.ba[ddir];
  78         if (!max_blocks)
  79                 return 0;
  80
  81         return max_blocks;
  82 }
  83
  84 struct rand_off {
  85         struct flist_head list;
  86         uint64_t off;
  87 };
  88
  89 static int __get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  90                                   enum fio_ddir ddir, uint64_t *b,
  91                                   uint64_t lastb)
  92 {
  93         uint64_t r;
  94
  95         if (td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE ||
  96             td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE64) {
  97
  98                 r = __rand(&td->random_state);
  99
 100                 dprint(FD_RANDOM, "off rand %llu\n", (unsigned long long) r);
 101
 102                 *b = lastb * (r / (rand_max(&td->random_state) + 1.0));
 103         } else {
 104                 uint64_t off = 0;
 105
 106                 assert(fio_file_lfsr(f));
 107
 108                 if (lfsr_next(&f->lfsr, &off))
 109                         return 1;
 110
 111                 *b = off;
 112         }
 113
 114         /*
 115          * if we are not maintaining a random map, we are done.
 116          */
 117         if (!file_randommap(td, f))
 118                 goto ret;
 119
 120         /*
 121          * calculate map offset and check if it's free
 122          */
 123         if (random_map_free(f, *b))
 124                 goto ret;
 125
 126         dprint(FD_RANDOM, "get_next_rand_offset: offset %llu busy\n",
 127                                                 (unsigned long long) *b);
 128
 129         *b = axmap_next_free(f->io_axmap, *b);
 130         if (*b == (uint64_t) -1ULL)
 131                 return 1;
 132 ret:
 133         return 0;
 134 }
 135
 136 static int __get_next_rand_offset_zipf(struct thread_data *td,
 137                                        struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 138                                        uint64_t *b)
 139 {
 140         *b = zipf_next(&f->zipf);
 141         return 0;
 142 }
 143
 144 static int __get_next_rand_offset_pareto(struct thread_data *td,
 145                                          struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 146                                          uint64_t *b)
 147 {
 148         *b = pareto_next(&f->zipf);
 149         return 0;
 150 }
 151
 152 static int __get_next_rand_offset_gauss(struct thread_data *td,
 153                                         struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 154                                         uint64_t *b)
 155 {
 156         *b = gauss_next(&f->gauss);
 157         return 0;
 158 }
 159
 160 static int __get_next_rand_offset_zoned_abs(struct thread_data *td,
 161                                             struct fio_file *f,
 162                                             enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 163 {
 164         struct zone_split_index *zsi;
 165         uint64_t lastb, send, stotal;
 166         unsigned int v;
 167
 168         lastb = last_block(td, f, ddir);
 169         if (!lastb)
 170                 return 1;
 171
 172         if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
 173 bail:
 174                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 175         }
 176
 177         /*
 178          * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
 179          */
 180         v = rand32_between(&td->zone_state, 1, 100);
 181
 182         /*
 183          * Find our generated table. 'send' is the end block of this zone,
 184          * 'stotal' is our start offset.
 185          */
 186         zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
 187         stotal = zsi->size_prev / td->o.ba[ddir];
 188         send = zsi->size / td->o.ba[ddir];
 189
 190         /*
 191          * Should never happen
 192          */
 193         if (send == -1U) {
 194                 if (!fio_did_warn(FIO_WARN_ZONED_BUG))
 195                         log_err("fio: bug in zoned generation\n");
 196                 goto bail;
 197         } else if (send > lastb) {
 198                 /*
 199                  * This happens if the user specifies ranges that exceed
 200                  * the file/device size. We can't handle that gracefully,
 201                  * so error and exit.
 202                  */
 203                 log_err("fio: zoned_abs sizes exceed file size\n");
 204                 return 1;
 205         }
 206
 207         /*
 208          * Generate index from 0..send-stotal
 209          */
 210         if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, send - stotal) == 1)
 211                 return 1;
 212
 213         *b += stotal;
 214         return 0;
 215 }
 216
 217 static int __get_next_rand_offset_zoned(struct thread_data *td,
 218                                         struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
 219                                         uint64_t *b)
 220 {
 221         unsigned int v, send, stotal;
 222         uint64_t offset, lastb;
 223         struct zone_split_index *zsi;
 224
 225         lastb = last_block(td, f, ddir);
 226         if (!lastb)
 227                 return 1;
 228
 229         if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
 230 bail:
 231                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 232         }
 233
 234         /*
 235          * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
 236          */
 237         v = rand32_between(&td->zone_state, 1, 100);
 238
 239         zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
 240         stotal = zsi->size_perc_prev;
 241         send = zsi->size_perc;
 242
 243         /*
 244          * Should never happen
 245          */
 246         if (send == -1U) {
 247                 if (!fio_did_warn(FIO_WARN_ZONED_BUG))
 248                         log_err("fio: bug in zoned generation\n");
 249                 goto bail;
 250         }
 251
 252         /*
 253          * 'send' is some percentage below or equal to 100 that
 254          * marks the end of the current IO range. 'stotal' marks
 255          * the start, in percent.
 256          */
 257         if (stotal)
 258                 offset = stotal * lastb / 100ULL;
 259         else
 260                 offset = 0;
 261
 262         lastb = lastb * (send - stotal) / 100ULL;
 263
 264         /*
 265          * Generate index from 0..send-of-lastb
 266          */
 267         if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb) == 1)
 268                 return 1;
 269
 270         /*
 271          * Add our start offset, if any
 272          */
 273         if (offset)
 274                 *b += offset;
 275
 276         return 0;
 277 }
 278
 279 static int flist_cmp(void *data, struct flist_head *a, struct flist_head *b)
 280 {
 281         struct rand_off *r1 = flist_entry(a, struct rand_off, list);
 282         struct rand_off *r2 = flist_entry(b, struct rand_off, list);
 283
 284         return r1->off - r2->off;
 285 }
 286
 287 static int get_off_from_method(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 288                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 289 {
 290         if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_RANDOM) {
 291                 uint64_t lastb;
 292
 293                 lastb = last_block(td, f, ddir);
 294                 if (!lastb)
 295                         return 1;
 296
 297                 return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
 298         } else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZIPF)
 299                 return __get_next_rand_offset_zipf(td, f, ddir, b);
 300         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_PARETO)
 301                 return __get_next_rand_offset_pareto(td, f, ddir, b);
 302         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_GAUSS)
 303                 return __get_next_rand_offset_gauss(td, f, ddir, b);
 304         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED)
 305                 return __get_next_rand_offset_zoned(td, f, ddir, b);
 306         else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED_ABS)
 307                 return __get_next_rand_offset_zoned_abs(td, f, ddir, b);
 308
 309         log_err("fio: unknown random distribution: %d\n", td->o.random_distribution);
 310         return 1;
 311 }
 312
 313 /*
 314  * Sort the reads for a verify phase in batches of verifysort_nr, if
 315  * specified.
 316  */
 317 static inline bool should_sort_io(struct thread_data *td)
 318 {
 319         if (!td->o.verifysort_nr || !td->o.do_verify)
 320                 return false;
 321         if (!td_random(td))
 322                 return false;
 323         if (td->runstate != TD_VERIFYING)
 324                 return false;
 325         if (td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE ||
 326             td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE64)
 327                 return false;
 328
 329         return true;
 330 }
 331
 332 static bool should_do_random(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 333 {
 334         unsigned int v;
 335
 336         if (td->o.perc_rand[ddir] == 100)
 337                 return true;
 338
 339         v = rand32_between(&td->seq_rand_state[ddir], 1, 100);
 340
 341         return v <= td->o.perc_rand[ddir];
 342 }
 343
 344 static int get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 345                                 enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 346 {
 347         struct rand_off *r;
 348         int i, ret = 1;
 349
 350         if (!should_sort_io(td))
 351                 return get_off_from_method(td, f, ddir, b);
 352
 353         if (!flist_empty(&td->next_rand_list)) {
 354 fetch:
 355                 r = flist_first_entry(&td->next_rand_list, struct rand_off, list);
 356                 flist_del(&r->list);
 357                 *b = r->off;
 358                 free(r);
 359                 return 0;
 360         }
 361
 362         for (i = 0; i < td->o.verifysort_nr; i++) {
 363                 r = malloc(sizeof(*r));
 364
 365                 ret = get_off_from_method(td, f, ddir, &r->off);
 366                 if (ret) {
 367                         free(r);
 368                         break;
 369                 }
 370
 371                 flist_add(&r->list, &td->next_rand_list);
 372         }
 373
 374         if (ret && !i)
 375                 return ret;
 376
 377         assert(!flist_empty(&td->next_rand_list));
 378         flist_sort(NULL, &td->next_rand_list, flist_cmp);
 379         goto fetch;
 380 }
 381
 382 static void loop_cache_invalidate(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 383 {
 384         struct thread_options *o = &td->o;
 385
 386         if (o->invalidate_cache && !o->odirect) {
 387                 int fio_unused ret;
 388
 389                 ret = file_invalidate_cache(td, f);
 390         }
 391 }
 392
 393 static int get_next_rand_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 394                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 395 {
 396         if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
 397                 return 0;
 398
 399         if (td->o.time_based ||
 400             (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)) {
 401                 fio_file_reset(td, f);
 402                 if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
 403                         return 0;
 404                 loop_cache_invalidate(td, f);
 405         }
 406
 407         dprint(FD_IO, "%s: rand offset failed, last=%llu, size=%llu\n",
 408                         f->file_name, (unsigned long long) f->last_pos[ddir],
 409                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 410         return 1;
 411 }
 412
 413 static int get_next_seq_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 414                                enum fio_ddir ddir, uint64_t *offset)
 415 {
 416         struct thread_options *o = &td->o;
 417
 418         assert(ddir_rw(ddir));
 419
 420         /*
 421          * If we reach the end for a time based run, reset us back to 0
 422          * and invalidate the cache, if we need to.
 423          */
 424         if (f->last_pos[ddir] >= f->io_size + get_start_offset(td, f) &&
 425             o->time_based) {
 426                 f->last_pos[ddir] = f->file_offset;
 427                 loop_cache_invalidate(td, f);
 428         }
 429
 430         if (f->last_pos[ddir] < f->real_file_size) {
 431                 uint64_t pos;
 432
 433                 if (f->last_pos[ddir] == f->file_offset && o->ddir_seq_add < 0) {
 434                         if (f->real_file_size > f->io_size)
 435                                 f->last_pos[ddir] = f->io_size;
 436                         else
 437                                 f->last_pos[ddir] = f->real_file_size;
 438                 }
 439
 440                 pos = f->last_pos[ddir] - f->file_offset;
 441                 if (pos && o->ddir_seq_add) {
 442                         pos += o->ddir_seq_add;
 443
 444                         /*
 445                          * If we reach beyond the end of the file
 446                          * with holed IO, wrap around to the
 447                          * beginning again. If we're doing backwards IO,
 448                          * wrap to the end.
 449                          */
 450                         if (pos >= f->real_file_size) {
 451                                 if (o->ddir_seq_add > 0)
 452                                         pos = f->file_offset;
 453                                 else {
 454                                         if (f->real_file_size > f->io_size)
 455                                                 pos = f->io_size;
 456                                         else
 457                                                 pos = f->real_file_size;
 458
 459                                         pos += o->ddir_seq_add;
 460                                 }
 461                         }
 462                 }
 463
 464                 *offset = pos;
 465                 return 0;
 466         }
 467
 468         return 1;
 469 }
 470
 471 static int get_next_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 472                           enum fio_ddir ddir, int rw_seq,
 473                           bool *is_random)
 474 {
 475         struct fio_file *f = io_u->file;
 476         uint64_t b, offset;
 477         int ret;
 478
 479         assert(ddir_rw(ddir));
 480
 481         b = offset = -1ULL;
 482
 483         if (rw_seq) {
 484                 if (td_random(td)) {
 485                         if (should_do_random(td, ddir)) {
 486                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 487                                 *is_random = true;
 488                         } else {
 489                                 *is_random = false;
 490                                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 491                                 ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 492                                 if (ret)
 493                                         ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 494                         }
 495                 } else {
 496                         *is_random = false;
 497                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 498                 }
 499         } else {
 500                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
 501                 *is_random = false;
 502
 503                 if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_SEQ) {
 504                         ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
 505                         if (ret) {
 506                                 ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
 507                                 *is_random = false;
 508                         }
 509                 } else if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_IDENT) {
 510                         if (f->last_start[ddir] != -1ULL)
 511                                 offset = f->last_start[ddir] - f->file_offset;
 512                         else
 513                                 offset = 0;
 514                         ret = 0;
 515                 } else {
 516                         log_err("fio: unknown rw_seq=%d\n", td->o.rw_seq);
 517                         ret = 1;
 518                 }
 519         }
 520
 521         if (!ret) {
 522                 if (offset != -1ULL)
 523                         io_u->offset = offset;
 524                 else if (b != -1ULL)
 525                         io_u->offset = b * td->o.ba[ddir];
 526                 else {
 527                         log_err("fio: bug in offset generation: offset=%llu, b=%llu\n", (unsigned long long) offset, (unsigned long long) b);
 528                         ret = 1;
 529                 }
 530         }
 531
 532         return ret;
 533 }
 534
 535 /*
 536  * For random io, generate a random new block and see if it's used. Repeat
 537  * until we find a free one. For sequential io, just return the end of
 538  * the last io issued.
 539  */
 540 static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 541                            bool *is_random)
 542 {
 543         struct fio_file *f = io_u->file;
 544         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
 545         int rw_seq_hit = 0;
 546
 547         assert(ddir_rw(ddir));
 548
 549         if (td->o.ddir_seq_nr && !--td->ddir_seq_nr) {
 550                 rw_seq_hit = 1;
 551                 td->ddir_seq_nr = td->o.ddir_seq_nr;
 552         }
 553
 554         if (get_next_block(td, io_u, ddir, rw_seq_hit, is_random))
 555                 return 1;
 556
 557         if (io_u->offset >= f->io_size) {
 558                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= io_size %llu\n",
 559                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 560                                         (unsigned long long) f->io_size);
 561                 return 1;
 562         }
 563
 564         io_u->offset += f->file_offset;
 565         if (io_u->offset >= f->real_file_size) {
 566                 dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= size %llu\n",
 567                                         (unsigned long long) io_u->offset,
 568                                         (unsigned long long) f->real_file_size);
 569                 return 1;
 570         }
 571
 572         return 0;
 573 }
 574
 575 static inline bool io_u_fits(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 576                              unsigned int buflen)
 577 {
 578         struct fio_file *f = io_u->file;
 579
 580         return io_u->offset + buflen <= f->io_size + get_start_offset(td, f);
 581 }
 582
 583 static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 584                                     bool is_random)
 585 {
 586         int ddir = io_u->ddir;
 587         unsigned int buflen = 0;
 588         unsigned int minbs, maxbs;
 589         uint64_t frand_max, r;
 590         bool power_2;
 591
 592         assert(ddir_rw(ddir));
 593
 594         if (td->o.bs_is_seq_rand)
 595                 ddir = is_random ? DDIR_WRITE : DDIR_READ;
 596
 597         minbs = td->o.min_bs[ddir];
 598         maxbs = td->o.max_bs[ddir];
 599
 600         if (minbs == maxbs)
 601                 return minbs;
 602
 603         /*
 604          * If we can't satisfy the min block size from here, then fail
 605          */
 606         if (!io_u_fits(td, io_u, minbs))
 607                 return 0;
 608
 609         frand_max = rand_max(&td->bsrange_state[ddir]);
 610         do {
 611                 r = __rand(&td->bsrange_state[ddir]);
 612
 613                 if (!td->o.bssplit_nr[ddir]) {
 614                         buflen = 1 + (unsigned int) ((double) maxbs *
 615                                         (r / (frand_max + 1.0)));
 616                         if (buflen < minbs)
 617                                 buflen = minbs;
 618                 } else {
 619                         long long perc = 0;
 620                         unsigned int i;
 621
 622                         for (i = 0; i < td->o.bssplit_nr[ddir]; i++) {
 623                                 struct bssplit *bsp = &td->o.bssplit[ddir][i];
 624
 625                                 buflen = bsp->bs;
 626                                 perc += bsp->perc;
 627                                 if (!perc)
 628                                         break;
 629                                 if ((r / perc <= frand_max / 100ULL) &&
 630                                     io_u_fits(td, io_u, buflen))
 631                                         break;
 632                         }
 633                 }
 634
 635                 power_2 = is_power_of_2(minbs);
 636                 if (!td->o.bs_unaligned && power_2)
 637                         buflen &= ~(minbs - 1);
 638                 else if (!td->o.bs_unaligned && !power_2)
 639                         buflen -= buflen % minbs;
 640         } while (!io_u_fits(td, io_u, buflen));
 641
 642         return buflen;
 643 }
 644
 645 static void set_rwmix_bytes(struct thread_data *td)
 646 {
 647         unsigned int diff;
 648
 649         /*
 650          * we do time or byte based switch. this is needed because
 651          * buffered writes may issue a lot quicker than they complete,
 652          * whereas reads do not.
 653          */
 654         diff = td->o.rwmix[td->rwmix_ddir ^ 1];
 655         td->rwmix_issues = (td->io_issues[td->rwmix_ddir] * diff) / 100;
 656 }
 657
 658 static inline enum fio_ddir get_rand_ddir(struct thread_data *td)
 659 {
 660         unsigned int v;
 661
 662         v = rand32_between(&td->rwmix_state, 1, 100);
 663
 664         if (v <= td->o.rwmix[DDIR_READ])
 665                 return DDIR_READ;
 666
 667         return DDIR_WRITE;
 668 }
 669
 670 int io_u_quiesce(struct thread_data *td)
 671 {
 672         int completed = 0;
 673
 674         /*
 675          * We are going to sleep, ensure that we flush anything pending as
 676          * not to skew our latency numbers.
 677          *
 678          * Changed to only monitor 'in flight' requests here instead of the
 679          * td->cur_depth, b/c td->cur_depth does not accurately represent
 680          * io's that have been actually submitted to an async engine,
 681          * and cur_depth is meaningless for sync engines.
 682          */
 683         if (td->io_u_queued || td->cur_depth) {
 684                 int fio_unused ret;
 685
 686                 ret = td_io_commit(td);
 687         }
 688
 689         while (td->io_u_in_flight) {
 690                 int ret;
 691
 692                 ret = io_u_queued_complete(td, 1);
 693                 if (ret > 0)
 694                         completed += ret;
 695         }
 696
 697         if (td->flags & TD_F_REGROW_LOGS)
 698                 regrow_logs(td);
 699
 700         return completed;
 701 }
 702
 703 static enum fio_ddir rate_ddir(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 704 {
 705         enum fio_ddir odir = ddir ^ 1;
 706         uint64_t usec;
 707         uint64_t now;
 708
 709         assert(ddir_rw(ddir));
 710         now = utime_since_now(&td->start);
 711
 712         /*
 713          * if rate_next_io_time is in the past, need to catch up to rate
 714          */
 715         if (td->rate_next_io_time[ddir] <= now)
 716                 return ddir;
 717
 718         /*
 719          * We are ahead of rate in this direction. See if we
 720          * should switch.
 721          */
 722         if (td_rw(td) && td->o.rwmix[odir]) {
 723                 /*
 724                  * Other direction is behind rate, switch
 725                  */
 726                 if (td->rate_next_io_time[odir] <= now)
 727                         return odir;
 728
 729                 /*
 730                  * Both directions are ahead of rate. sleep the min,
 731                  * switch if necessary
 732                  */
 733                 if (td->rate_next_io_time[ddir] <=
 734                     td->rate_next_io_time[odir]) {
 735                         usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 736                 } else {
 737                         usec = td->rate_next_io_time[odir] - now;
 738                         ddir = odir;
 739                 }
 740         } else
 741                 usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
 742
 743         if (td->o.io_submit_mode == IO_MODE_INLINE)
 744                 io_u_quiesce(td);
 745
 746         usec_sleep(td, usec);
 747         return ddir;
 748 }
 749
 750 /*
 751  * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
 752  * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
 753  * necessary.
 754  */
 755 static enum fio_ddir get_rw_ddir(struct thread_data *td)
 756 {
 757         enum fio_ddir ddir;
 758
 759         /*
 760          * See if it's time to fsync/fdatasync/sync_file_range first,
 761          * and if not then move on to check regular I/Os.
 762          */
 763         if (should_fsync(td)) {
 764                 if (td->o.fsync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 765                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fsync_blocks))
 766                         return DDIR_SYNC;
 767
 768                 if (td->o.fdatasync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 769                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fdatasync_blocks))
 770                         return DDIR_DATASYNC;
 771
 772                 if (td->sync_file_range_nr && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
 773                     !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->sync_file_range_nr))
 774                         return DDIR_SYNC_FILE_RANGE;
 775         }
 776
 777         if (td_rw(td)) {
 778                 /*
 779                  * Check if it's time to seed a new data direction.
 780                  */
 781                 if (td->io_issues[td->rwmix_ddir] >= td->rwmix_issues) {
 782                         /*
 783                          * Put a top limit on how many bytes we do for
 784                          * one data direction, to avoid overflowing the
 785                          * ranges too much
 786                          */
 787                         ddir = get_rand_ddir(td);
 788
 789                         if (ddir != td->rwmix_ddir)
 790                                 set_rwmix_bytes(td);
 791
 792                         td->rwmix_ddir = ddir;
 793                 }
 794                 ddir = td->rwmix_ddir;
 795         } else if (td_read(td))
 796                 ddir = DDIR_READ;
 797         else if (td_write(td))
 798                 ddir = DDIR_WRITE;
 799         else if (td_trim(td))
 800                 ddir = DDIR_TRIM;
 801         else
 802                 ddir = DDIR_INVAL;
 803
 804         td->rwmix_ddir = rate_ddir(td, ddir);
 805         return td->rwmix_ddir;
 806 }
 807
 808 static void set_rw_ddir(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 809 {
 810         enum fio_ddir ddir = get_rw_ddir(td);
 811
 812         if (td_trimwrite(td)) {
 813                 struct fio_file *f = io_u->file;
 814                 if (f->last_pos[DDIR_WRITE] == f->last_pos[DDIR_TRIM])
 815                         ddir = DDIR_TRIM;
 816                 else
 817                         ddir = DDIR_WRITE;
 818         }
 819
 820         io_u->ddir = io_u->acct_ddir = ddir;
 821
 822         if (io_u->ddir == DDIR_WRITE && td_ioengine_flagged(td, FIO_BARRIER) &&
 823             td->o.barrier_blocks &&
 824            !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.barrier_blocks) &&
 825              td->io_issues[DDIR_WRITE])
 826                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BARRIER);
 827 }
 828
 829 void put_file_log(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 830 {
 831         unsigned int ret = put_file(td, f);
 832
 833         if (ret)
 834                 td_verror(td, ret, "file close");
 835 }
 836
 837 void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 838 {
 839         if (td->parent)
 840                 td = td->parent;
 841
 842         td_io_u_lock(td);
 843
 844         if (io_u->file && !(io_u->flags & IO_U_F_NO_FILE_PUT))
 845                 put_file_log(td, io_u->file);
 846
 847         io_u->file = NULL;
 848         io_u_set(td, io_u, IO_U_F_FREE);
 849
 850         if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 851                 td->cur_depth--;
 852                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 853         }
 854         io_u_qpush(&td->io_u_freelist, io_u);
 855         td_io_u_unlock(td);
 856         td_io_u_free_notify(td);
 857 }
 858
 859 void clear_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 860 {
 861         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 862         put_io_u(td, io_u);
 863 }
 864
 865 void requeue_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 866 {
 867         struct io_u *__io_u = *io_u;
 868         enum fio_ddir ddir = acct_ddir(__io_u);
 869
 870         dprint(FD_IO, "requeue %p\n", __io_u);
 871
 872         if (td->parent)
 873                 td = td->parent;
 874
 875         td_io_u_lock(td);
 876
 877         io_u_set(td, __io_u, IO_U_F_FREE);
 878         if ((__io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT) && ddir_rw(ddir))
 879                 td->io_issues[ddir]--;
 880
 881         io_u_clear(td, __io_u, IO_U_F_FLIGHT);
 882         if (__io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 883                 td->cur_depth--;
 884                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
 885         }
 886
 887         io_u_rpush(&td->io_u_requeues, __io_u);
 888         td_io_u_unlock(td);
 889         td_io_u_free_notify(td);
 890         *io_u = NULL;
 891 }
 892
 893 static void __fill_io_u_zone(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 894 {
 895         struct fio_file *f = io_u->file;
 896
 897         /*
 898          * See if it's time to switch to a new zone
 899          */
 900         if (td->zone_bytes >= td->o.zone_size && td->o.zone_skip) {
 901                 td->zone_bytes = 0;
 902                 f->file_offset += td->o.zone_range + td->o.zone_skip;
 903
 904                 /*
 905                  * Wrap from the beginning, if we exceed the file size
 906                  */
 907                 if (f->file_offset >= f->real_file_size)
 908                         f->file_offset = f->real_file_size - f->file_offset;
 909                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
 910                 td->io_skip_bytes += td->o.zone_skip;
 911         }
 912
 913         /*
 914          * If zone_size > zone_range, then maintain the same zone until
 915          * zone_bytes >= zone_size.
 916          */
 917         if (f->last_pos[io_u->ddir] >= (f->file_offset + td->o.zone_range)) {
 918                 dprint(FD_IO, "io_u maintain zone offset=%" PRIu64 "/last_pos=%" PRIu64 "\n",
 919                                 f->file_offset, f->last_pos[io_u->ddir]);
 920                 f->last_pos[io_u->ddir] = f->file_offset;
 921         }
 922
 923         /*
 924          * For random: if 'norandommap' is not set and zone_size > zone_range,
 925          * map needs to be reset as it's done with zone_range everytime.
 926          */
 927         if ((td->zone_bytes % td->o.zone_range) == 0) {
 928                 fio_file_reset(td, f);
 929         }
 930 }
 931
 932 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 933 {
 934         bool is_random;
 935
 936         if (td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO))
 937                 goto out;
 938
 939         set_rw_ddir(td, io_u);
 940
 941         /*
 942          * fsync() or fdatasync() or trim etc, we are done
 943          */
 944         if (!ddir_rw(io_u->ddir))
 945                 goto out;
 946
 947         /*
 948          * When file is zoned zone_range is always positive
 949          */
 950         if (td->o.zone_range) {
 951                 __fill_io_u_zone(td, io_u);
 952         }
 953
 954         /*
 955          * No log, let the seq/rand engine retrieve the next buflen and
 956          * position.
 957          */
 958         if (get_next_offset(td, io_u, &is_random)) {
 959                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting offset\n", io_u);
 960                 return 1;
 961         }
 962
 963         io_u->buflen = get_next_buflen(td, io_u, is_random);
 964         if (!io_u->buflen) {
 965                 dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting buflen\n", io_u);
 966                 return 1;
 967         }
 968
 969         if (io_u->offset + io_u->buflen > io_u->file->real_file_size) {
 970                 dprint(FD_IO, "io_u %p, off=0x%llx + len=0x%lx exceeds file size=0x%llx\n",
 971                         io_u,
 972                         (unsigned long long) io_u->offset, io_u->buflen,
 973                         (unsigned long long) io_u->file->real_file_size);
 974                 return 1;
 975         }
 976
 977         /*
 978          * mark entry before potentially trimming io_u
 979          */
 980         if (td_random(td) && file_randommap(td, io_u->file))
 981                 mark_random_map(td, io_u);
 982
 983 out:
 984         dprint_io_u(io_u, "fill");
 985         td->zone_bytes += io_u->buflen;
 986         return 0;
 987 }
 988
 989 static void __io_u_mark_map(uint64_t *map, unsigned int nr)
 990 {
 991         int idx = 0;
 992
 993         switch (nr) {
 994         default:
 995                 idx = 6;
 996                 break;
 997         case 33 ... 64:
 998                 idx = 5;
 999                 break;
1000         case 17 ... 32:
1001                 idx = 4;
1002                 break;
1003         case 9 ... 16:
1004                 idx = 3;
1005                 break;
1006         case 5 ... 8:
1007                 idx = 2;
1008                 break;
1009         case 1 ... 4:
1010                 idx = 1;
1011         case 0:
1012                 break;
1013         }
1014
1015         map[idx]++;
1016 }
1017
1018 void io_u_mark_submit(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1019 {
1020         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_submit, nr);
1021         td->ts.total_submit++;
1022 }
1023
1024 void io_u_mark_complete(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1025 {
1026         __io_u_mark_map(td->ts.io_u_complete, nr);
1027         td->ts.total_complete++;
1028 }
1029
1030 void io_u_mark_depth(struct thread_data *td, unsigned int nr)
1031 {
1032         int idx = 0;
1033
1034         switch (td->cur_depth) {
1035         default:
1036                 idx = 6;
1037                 break;
1038         case 32 ... 63:
1039                 idx = 5;
1040                 break;
1041         case 16 ... 31:
1042                 idx = 4;
1043                 break;
1044         case 8 ... 15:
1045                 idx = 3;
1046                 break;
1047         case 4 ... 7:
1048                 idx = 2;
1049                 break;
1050         case 2 ... 3:
1051                 idx = 1;
1052         case 1:
1053                 break;
1054         }
1055
1056         td->ts.io_u_map[idx] += nr;
1057 }
1058
1059 static void io_u_mark_lat_nsec(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1060 {
1061         int idx = 0;
1062
1063         assert(nsec < 1000);
1064
1065         switch (nsec) {
1066         case 750 ... 999:
1067                 idx = 9;
1068                 break;
1069         case 500 ... 749:
1070                 idx = 8;
1071                 break;
1072         case 250 ... 499:
1073                 idx = 7;
1074                 break;
1075         case 100 ... 249:
1076                 idx = 6;
1077                 break;
1078         case 50 ... 99:
1079                 idx = 5;
1080                 break;
1081         case 20 ... 49:
1082                 idx = 4;
1083                 break;
1084         case 10 ... 19:
1085                 idx = 3;
1086                 break;
1087         case 4 ... 9:
1088                 idx = 2;
1089                 break;
1090         case 2 ... 3:
1091                 idx = 1;
1092         case 0 ... 1:
1093                 break;
1094         }
1095
1096         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_N_NR);
1097         td->ts.io_u_lat_n[idx]++;
1098 }
1099
1100 static void io_u_mark_lat_usec(struct thread_data *td, unsigned long long usec)
1101 {
1102         int idx = 0;
1103
1104         assert(usec < 1000 && usec >= 1);
1105
1106         switch (usec) {
1107         case 750 ... 999:
1108                 idx = 9;
1109                 break;
1110         case 500 ... 749:
1111                 idx = 8;
1112                 break;
1113         case 250 ... 499:
1114                 idx = 7;
1115                 break;
1116         case 100 ... 249:
1117                 idx = 6;
1118                 break;
1119         case 50 ... 99:
1120                 idx = 5;
1121                 break;
1122         case 20 ... 49:
1123                 idx = 4;
1124                 break;
1125         case 10 ... 19:
1126                 idx = 3;
1127                 break;
1128         case 4 ... 9:
1129                 idx = 2;
1130                 break;
1131         case 2 ... 3:
1132                 idx = 1;
1133         case 0 ... 1:
1134                 break;
1135         }
1136
1137         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_U_NR);
1138         td->ts.io_u_lat_u[idx]++;
1139 }
1140
1141 static void io_u_mark_lat_msec(struct thread_data *td, unsigned long long msec)
1142 {
1143         int idx = 0;
1144
1145         assert(msec >= 1);
1146
1147         switch (msec) {
1148         default:
1149                 idx = 11;
1150                 break;
1151         case 1000 ... 1999:
1152                 idx = 10;
1153                 break;
1154         case 750 ... 999:
1155                 idx = 9;
1156                 break;
1157         case 500 ... 749:
1158                 idx = 8;
1159                 break;
1160         case 250 ... 499:
1161                 idx = 7;
1162                 break;
1163         case 100 ... 249:
1164                 idx = 6;
1165                 break;
1166         case 50 ... 99:
1167                 idx = 5;
1168                 break;
1169         case 20 ... 49:
1170                 idx = 4;
1171                 break;
1172         case 10 ... 19:
1173                 idx = 3;
1174                 break;
1175         case 4 ... 9:
1176                 idx = 2;
1177                 break;
1178         case 2 ... 3:
1179                 idx = 1;
1180         case 0 ... 1:
1181                 break;
1182         }
1183
1184         assert(idx < FIO_IO_U_LAT_M_NR);
1185         td->ts.io_u_lat_m[idx]++;
1186 }
1187
1188 static void io_u_mark_latency(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
1189 {
1190         if (nsec < 1000)
1191                 io_u_mark_lat_nsec(td, nsec);
1192         else if (nsec < 1000000)
1193                 io_u_mark_lat_usec(td, nsec / 1000);
1194         else
1195                 io_u_mark_lat_msec(td, nsec / 1000000);
1196 }
1197
1198 static unsigned int __get_next_fileno_rand(struct thread_data *td)
1199 {
1200         unsigned long fileno;
1201
1202         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RANDOM) {
1203                 uint64_t frand_max = rand_max(&td->next_file_state);
1204                 unsigned long r;
1205
1206                 r = __rand(&td->next_file_state);
1207                 return (unsigned int) ((double) td->o.nr_files
1208                                 * (r / (frand_max + 1.0)));
1209         }
1210
1211         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_ZIPF)
1212                 fileno = zipf_next(&td->next_file_zipf);
1213         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_PARETO)
1214                 fileno = pareto_next(&td->next_file_zipf);
1215         else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_GAUSS)
1216                 fileno = gauss_next(&td->next_file_gauss);
1217         else {
1218                 log_err("fio: bad file service type: %d\n", td->o.file_service_type);
1219                 assert(0);
1220                 return 0;
1221         }
1222
1223         return fileno >> FIO_FSERVICE_SHIFT;
1224 }
1225
1226 /*
1227  * Get next file to service by choosing one at random
1228  */
1229 static struct fio_file *get_next_file_rand(struct thread_data *td,
1230                                            enum fio_file_flags goodf,
1231                                            enum fio_file_flags badf)
1232 {
1233         struct fio_file *f;
1234         int fno;
1235
1236         do {
1237                 int opened = 0;
1238
1239                 fno = __get_next_fileno_rand(td);
1240
1241                 f = td->files[fno];
1242                 if (fio_file_done(f))
1243                         continue;
1244
1245                 if (!fio_file_open(f)) {
1246                         int err;
1247
1248                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1249                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1250
1251                         err = td_io_open_file(td, f);
1252                         if (err)
1253                                 continue;
1254                         opened = 1;
1255                 }
1256
1257                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf)) {
1258                         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rand: %p\n", f);
1259                         return f;
1260                 }
1261                 if (opened)
1262                         td_io_close_file(td, f);
1263         } while (1);
1264 }
1265
1266 /*
1267  * Get next file to service by doing round robin between all available ones
1268  */
1269 static struct fio_file *get_next_file_rr(struct thread_data *td, int goodf,
1270                                          int badf)
1271 {
1272         unsigned int old_next_file = td->next_file;
1273         struct fio_file *f;
1274
1275         do {
1276                 int opened = 0;
1277
1278                 f = td->files[td->next_file];
1279
1280                 td->next_file++;
1281                 if (td->next_file >= td->o.nr_files)
1282                         td->next_file = 0;
1283
1284                 dprint(FD_FILE, "trying file %s %x\n", f->file_name, f->flags);
1285                 if (fio_file_done(f)) {
1286                         f = NULL;
1287                         continue;
1288                 }
1289
1290                 if (!fio_file_open(f)) {
1291                         int err;
1292
1293                         if (td->nr_open_files >= td->o.open_files)
1294                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1295
1296                         err = td_io_open_file(td, f);
1297                         if (err) {
1298                                 dprint(FD_FILE, "error %d on open of %s\n",
1299                                         err, f->file_name);
1300                                 f = NULL;
1301                                 continue;
1302                         }
1303                         opened = 1;
1304                 }
1305
1306                 dprint(FD_FILE, "goodf=%x, badf=%x, ff=%x\n", goodf, badf,
1307                                                                 f->flags);
1308                 if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf))
1309                         break;
1310
1311                 if (opened)
1312                         td_io_close_file(td, f);
1313
1314                 f = NULL;
1315         } while (td->next_file != old_next_file);
1316
1317         dprint(FD_FILE, "get_next_file_rr: %p\n", f);
1318         return f;
1319 }
1320
1321 static struct fio_file *__get_next_file(struct thread_data *td)
1322 {
1323         struct fio_file *f;
1324
1325         assert(td->o.nr_files <= td->files_index);
1326
1327         if (td->nr_done_files >= td->o.nr_files) {
1328                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: nr_open=%d, nr_done=%d,"
1329                                 " nr_files=%d\n", td->nr_open_files,
1330                                                   td->nr_done_files,
1331                                                   td->o.nr_files);
1332                 return NULL;
1333         }
1334
1335         f = td->file_service_file;
1336         if (f && fio_file_open(f) && !fio_file_closing(f)) {
1337                 if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1338                         goto out;
1339                 if (td->file_service_left--)
1340                         goto out;
1341         }
1342
1343         if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RR ||
1344             td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_SEQ)
1345                 f = get_next_file_rr(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1346         else
1347                 f = get_next_file_rand(td, FIO_FILE_open, FIO_FILE_closing);
1348
1349         if (IS_ERR(f))
1350                 return f;
1351
1352         td->file_service_file = f;
1353         td->file_service_left = td->file_service_nr - 1;
1354 out:
1355         if (f)
1356                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: %p [%s]\n", f, f->file_name);
1357         else
1358                 dprint(FD_FILE, "get_next_file: NULL\n");
1359         return f;
1360 }
1361
1362 static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
1363 {
1364         return __get_next_file(td);
1365 }
1366
1367 static long set_io_u_file(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1368 {
1369         struct fio_file *f;
1370
1371         do {
1372                 f = get_next_file(td);
1373                 if (IS_ERR_OR_NULL(f))
1374                         return PTR_ERR(f);
1375
1376                 io_u->file = f;
1377                 get_file(f);
1378
1379                 if (!fill_io_u(td, io_u))
1380                         break;
1381
1382                 put_file_log(td, f);
1383                 td_io_close_file(td, f);
1384                 io_u->file = NULL;
1385                 if (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)
1386                         fio_file_reset(td, f);
1387                 else {
1388                         fio_file_set_done(f);
1389                         td->nr_done_files++;
1390                         dprint(FD_FILE, "%s: is done (%d of %d)\n", f->file_name,
1391                                         td->nr_done_files, td->o.nr_files);
1392                 }
1393         } while (1);
1394
1395         return 0;
1396 }
1397
1398 static void lat_fatal(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
1399                       unsigned long long tnsec, unsigned long long max_nsec)
1400 {
1401         if (!td->error)
1402                 log_err("fio: latency of %llu nsec exceeds specified max (%llu nsec)\n", tnsec, max_nsec);
1403         td_verror(td, ETIMEDOUT, "max latency exceeded");
1404         icd->error = ETIMEDOUT;
1405 }
1406
1407 static void lat_new_cycle(struct thread_data *td)
1408 {
1409         fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1410         td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1411         td->latency_failed = 0;
1412 }
1413
1414 /*
1415  * We had an IO outside the latency target. Reduce the queue depth. If we
1416  * are at QD=1, then it's time to give up.
1417  */
1418 static bool __lat_target_failed(struct thread_data *td)
1419 {
1420         if (td->latency_qd == 1)
1421                 return true;
1422
1423         td->latency_qd_high = td->latency_qd;
1424
1425         if (td->latency_qd == td->latency_qd_low)
1426                 td->latency_qd_low--;
1427
1428         td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_low) / 2;
1429
1430         dprint(FD_RATE, "Ramped down: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1431
1432         /*
1433          * When we ramp QD down, quiesce existing IO to prevent
1434          * a storm of ramp downs due to pending higher depth.
1435          */
1436         io_u_quiesce(td);
1437         lat_new_cycle(td);
1438         return false;
1439 }
1440
1441 static bool lat_target_failed(struct thread_data *td)
1442 {
1443         if (td->o.latency_percentile.u.f == 100.0)
1444                 return __lat_target_failed(td);
1445
1446         td->latency_failed++;
1447         return false;
1448 }
1449
1450 void lat_target_init(struct thread_data *td)
1451 {
1452         td->latency_end_run = 0;
1453
1454         if (td->o.latency_target) {
1455                 dprint(FD_RATE, "Latency target=%llu\n", td->o.latency_target);
1456                 fio_gettime(&td->latency_ts, NULL);
1457                 td->latency_qd = 1;
1458                 td->latency_qd_high = td->o.iodepth;
1459                 td->latency_qd_low = 1;
1460                 td->latency_ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks);
1461         } else
1462                 td->latency_qd = td->o.iodepth;
1463 }
1464
1465 void lat_target_reset(struct thread_data *td)
1466 {
1467         if (!td->latency_end_run)
1468                 lat_target_init(td);
1469 }
1470
1471 static void lat_target_success(struct thread_data *td)
1472 {
1473         const unsigned int qd = td->latency_qd;
1474         struct thread_options *o = &td->o;
1475
1476         td->latency_qd_low = td->latency_qd;
1477
1478         /*
1479          * If we haven't failed yet, we double up to a failing value instead
1480          * of bisecting from highest possible queue depth. If we have set
1481          * a limit other than td->o.iodepth, bisect between that.
1482          */
1483         if (td->latency_qd_high != o->iodepth)
1484                 td->latency_qd = (td->latency_qd + td->latency_qd_high) / 2;
1485         else
1486                 td->latency_qd *= 2;
1487
1488         if (td->latency_qd > o->iodepth)
1489                 td->latency_qd = o->iodepth;
1490
1491         dprint(FD_RATE, "Ramped up: %d %d %d\n", td->latency_qd_low, td->latency_qd, td->latency_qd_high);
1492
1493         /*
1494          * Same as last one, we are done. Let it run a latency cycle, so
1495          * we get only the results from the targeted depth.
1496          */
1497         if (td->latency_qd == qd) {
1498                 if (td->latency_end_run) {
1499                         dprint(FD_RATE, "We are done\n");
1500                         td->done = 1;
1501                 } else {
1502                         dprint(FD_RATE, "Quiesce and final run\n");
1503                         io_u_quiesce(td);
1504                         td->latency_end_run = 1;
1505                         reset_all_stats(td);
1506                         reset_io_stats(td);
1507                 }
1508         }
1509
1510         lat_new_cycle(td);
1511 }
1512
1513 /*
1514  * Check if we can bump the queue depth
1515  */
1516 void lat_target_check(struct thread_data *td)
1517 {
1518         uint64_t usec_window;
1519         uint64_t ios;
1520         double success_ios;
1521
1522         usec_window = utime_since_now(&td->latency_ts);
1523         if (usec_window < td->o.latency_window)
1524                 return;
1525
1526         ios = ddir_rw_sum(td->io_blocks) - td->latency_ios;
1527         success_ios = (double) (ios - td->latency_failed) / (double) ios;
1528         success_ios *= 100.0;
1529
1530         dprint(FD_RATE, "Success rate: %.2f%% (target %.2f%%)\n", success_ios, td->o.latency_percentile.u.f);
1531
1532         if (success_ios >= td->o.latency_percentile.u.f)
1533                 lat_target_success(td);
1534         else
1535                 __lat_target_failed(td);
1536 }
1537
1538 /*
1539  * If latency target is enabled, we might be ramping up or down and not
1540  * using the full queue depth available.
1541  */
1542 bool queue_full(const struct thread_data *td)
1543 {
1544         const int qempty = io_u_qempty(&td->io_u_freelist);
1545
1546         if (qempty)
1547                 return true;
1548         if (!td->o.latency_target)
1549                 return false;
1550
1551         return td->cur_depth >= td->latency_qd;
1552 }
1553
1554 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
1555 {
1556         struct io_u *io_u = NULL;
1557
1558         if (td->stop_io)
1559                 return NULL;
1560
1561         td_io_u_lock(td);
1562
1563 again:
1564         if (!io_u_rempty(&td->io_u_requeues))
1565                 io_u = io_u_rpop(&td->io_u_requeues);
1566         else if (!queue_full(td)) {
1567                 io_u = io_u_qpop(&td->io_u_freelist);
1568
1569                 io_u->file = NULL;
1570                 io_u->buflen = 0;
1571                 io_u->resid = 0;
1572                 io_u->end_io = NULL;
1573         }
1574
1575         if (io_u) {
1576                 assert(io_u->flags & IO_U_F_FREE);
1577                 io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FREE | IO_U_F_NO_FILE_PUT |
1578                                  IO_U_F_TRIMMED | IO_U_F_BARRIER |
1579                                  IO_U_F_VER_LIST);
1580
1581                 io_u->error = 0;
1582                 io_u->acct_ddir = -1;
1583                 td->cur_depth++;
1584                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1585                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_IN_CUR_DEPTH);
1586                 io_u->ipo = NULL;
1587         } else if (td_async_processing(td)) {
1588                 /*
1589                  * We ran out, wait for async verify threads to finish and
1590                  * return one
1591                  */
1592                 assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
1593                 assert(!pthread_cond_wait(&td->free_cond, &td->io_u_lock));
1594                 goto again;
1595         }
1596
1597         td_io_u_unlock(td);
1598         return io_u;
1599 }
1600
1601 static bool check_get_trim(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1602 {
1603         if (!(td->flags & TD_F_TRIM_BACKLOG))
1604                 return false;
1605         if (!td->trim_entries)
1606                 return false;
1607
1608         if (td->trim_batch) {
1609                 td->trim_batch--;
1610                 if (get_next_trim(td, io_u))
1611                         return true;
1612         } else if (!(td->io_hist_len % td->o.trim_backlog) &&
1613                      td->last_ddir != DDIR_READ) {
1614                 td->trim_batch = td->o.trim_batch;
1615                 if (!td->trim_batch)
1616                         td->trim_batch = td->o.trim_backlog;
1617                 if (get_next_trim(td, io_u))
1618                         return true;
1619         }
1620
1621         return false;
1622 }
1623
1624 static bool check_get_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1625 {
1626         if (!(td->flags & TD_F_VER_BACKLOG))
1627                 return false;
1628
1629         if (td->io_hist_len) {
1630                 int get_verify = 0;
1631
1632                 if (td->verify_batch)
1633                         get_verify = 1;
1634                 else if (!(td->io_hist_len % td->o.verify_backlog) &&
1635                          td->last_ddir != DDIR_READ) {
1636                         td->verify_batch = td->o.verify_batch;
1637                         if (!td->verify_batch)
1638                                 td->verify_batch = td->o.verify_backlog;
1639                         get_verify = 1;
1640                 }
1641
1642                 if (get_verify && !get_next_verify(td, io_u)) {
1643                         td->verify_batch--;
1644                         return true;
1645                 }
1646         }
1647
1648         return false;
1649 }
1650
1651 /*
1652  * Fill offset and start time into the buffer content, to prevent too
1653  * easy compressible data for simple de-dupe attempts. Do this for every
1654  * 512b block in the range, since that should be the smallest block size
1655  * we can expect from a device.
1656  */
1657 static void small_content_scramble(struct io_u *io_u)
1658 {
1659         unsigned int i, nr_blocks = io_u->buflen >> 9;
1660         unsigned int offset;
1661         uint64_t boffset, *iptr;
1662         char *p;
1663
1664         if (!nr_blocks)
1665                 return;
1666
1667         p = io_u->xfer_buf;
1668         boffset = io_u->offset;
1669
1670         if (io_u->buf_filled_len)
1671                 io_u->buf_filled_len = 0;
1672
1673         /*
1674          * Generate random index between 0..7. We do chunks of 512b, if
1675          * we assume a cacheline is 64 bytes, then we have 8 of those.
1676          * Scramble content within the blocks in the same cacheline to
1677          * speed things up.
1678          */
1679         offset = (io_u->start_time.tv_nsec ^ boffset) & 7;
1680
1681         for (i = 0; i < nr_blocks; i++) {
1682                 /*
1683                  * Fill offset into start of cacheline, time into end
1684                  * of cacheline
1685                  */
1686                 iptr = (void *) p + (offset << 6);
1687                 *iptr = boffset;
1688
1689                 iptr = (void *) p + 64 - 2 * sizeof(uint64_t);
1690                 iptr[0] = io_u->start_time.tv_sec;
1691                 iptr[1] = io_u->start_time.tv_nsec;
1692
1693                 p += 512;
1694                 boffset += 512;
1695         }
1696 }
1697
1698 /*
1699  * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
1700  * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped and submitted.
1701  */
1702 struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
1703 {
1704         struct fio_file *f;
1705         struct io_u *io_u;
1706         int do_scramble = 0;
1707         long ret = 0;
1708
1709         io_u = __get_io_u(td);
1710         if (!io_u) {
1711                 dprint(FD_IO, "__get_io_u failed\n");
1712                 return NULL;
1713         }
1714
1715         if (check_get_verify(td, io_u))
1716                 goto out;
1717         if (check_get_trim(td, io_u))
1718                 goto out;
1719
1720         /*
1721          * from a requeue, io_u already setup
1722          */
1723         if (io_u->file)
1724                 goto out;
1725
1726         /*
1727          * If using an iolog, grab next piece if any available.
1728          */
1729         if (td->flags & TD_F_READ_IOLOG) {
1730                 if (read_iolog_get(td, io_u))
1731                         goto err_put;
1732         } else if (set_io_u_file(td, io_u)) {
1733                 ret = -EBUSY;
1734                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1735                 goto err_put;
1736         }
1737
1738         f = io_u->file;
1739         if (!f) {
1740                 dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
1741                 goto err_put;
1742         }
1743
1744         assert(fio_file_open(f));
1745
1746         if (ddir_rw(io_u->ddir)) {
1747                 if (!io_u->buflen && !td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO)) {
1748                         dprint(FD_IO, "get_io_u: zero buflen on %p\n", io_u);
1749                         goto err_put;
1750                 }
1751
1752                 f->last_start[io_u->ddir] = io_u->offset;
1753                 f->last_pos[io_u->ddir] = io_u->offset + io_u->buflen;
1754
1755                 if (io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
1756                         if (td->flags & TD_F_REFILL_BUFFERS) {
1757                                 io_u_fill_buffer(td, io_u,
1758                                         td->o.min_bs[DDIR_WRITE],
1759                                         io_u->buflen);
1760                         } else if ((td->flags & TD_F_SCRAMBLE_BUFFERS) &&
1761                                    !(td->flags & TD_F_COMPRESS))
1762                                 do_scramble = 1;
1763                         if (td->flags & TD_F_VER_NONE) {
1764                                 populate_verify_io_u(td, io_u);
1765                                 do_scramble = 0;
1766                         }
1767                 } else if (io_u->ddir == DDIR_READ) {
1768                         /*
1769                          * Reset the buf_filled parameters so next time if the
1770                          * buffer is used for writes it is refilled.
1771                          */
1772                         io_u->buf_filled_len = 0;
1773                 }
1774         }
1775
1776         /*
1777          * Set io data pointers.
1778          */
1779         io_u->xfer_buf = io_u->buf;
1780         io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
1781
1782 out:
1783         assert(io_u->file);
1784         if (!td_io_prep(td, io_u)) {
1785                 if (!td->o.disable_lat)
1786                         fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
1787
1788                 if (do_scramble)
1789                         small_content_scramble(io_u);
1790
1791                 return io_u;
1792         }
1793 err_put:
1794         dprint(FD_IO, "get_io_u failed\n");
1795         put_io_u(td, io_u);
1796         return ERR_PTR(ret);
1797 }
1798
1799 static void __io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1800 {
1801         enum error_type_bit eb = td_error_type(io_u->ddir, io_u->error);
1802
1803         if (td_non_fatal_error(td, eb, io_u->error) && !td->o.error_dump)
1804                 return;
1805
1806         log_err("fio: io_u error%s%s: %s: %s offset=%llu, buflen=%lu\n",
1807                 io_u->file ? " on file " : "",
1808                 io_u->file ? io_u->file->file_name : "",
1809                 strerror(io_u->error),
1810                 io_ddir_name(io_u->ddir),
1811                 io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
1812
1813         if (td->io_ops->errdetails) {
1814                 char *err = td->io_ops->errdetails(io_u);
1815
1816                 log_err("fio: %s\n", err);
1817                 free(err);
1818         }
1819
1820         if (!td->error)
1821                 td_verror(td, io_u->error, "io_u error");
1822 }
1823
1824 void io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1825 {
1826         __io_u_log_error(td, io_u);
1827         if (td->parent)
1828                 __io_u_log_error(td->parent, io_u);
1829 }
1830
1831 static inline bool gtod_reduce(struct thread_data *td)
1832 {
1833         return (td->o.disable_clat && td->o.disable_slat && td->o.disable_bw)
1834                         || td->o.gtod_reduce;
1835 }
1836
1837 static void account_io_completion(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1838                                   struct io_completion_data *icd,
1839                                   const enum fio_ddir idx, unsigned int bytes)
1840 {
1841         const int no_reduce = !gtod_reduce(td);
1842         unsigned long long llnsec = 0;
1843
1844         if (td->parent)
1845                 td = td->parent;
1846
1847         if (!td->o.stats || td_ioengine_flagged(td, FIO_NOSTATS))
1848                 return;
1849
1850         if (no_reduce)
1851                 llnsec = ntime_since(&io_u->issue_time, &icd->time);
1852
1853         if (!td->o.disable_lat) {
1854                 unsigned long long tnsec;
1855
1856                 tnsec = ntime_since(&io_u->start_time, &icd->time);
1857                 add_lat_sample(td, idx, tnsec, bytes, io_u->offset);
1858
1859                 if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
1860                         struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
1861
1862                         if (ops->io_u_lat)
1863                                 icd->error = ops->io_u_lat(td, tnsec);
1864                 }
1865
1866                 if (td->o.max_latency && tnsec > td->o.max_latency)
1867                         lat_fatal(td, icd, tnsec, td->o.max_latency);
1868                 if (td->o.latency_target && tnsec > td->o.latency_target) {
1869                         if (lat_target_failed(td))
1870                                 lat_fatal(td, icd, tnsec, td->o.latency_target);
1871                 }
1872         }
1873
1874         if (ddir_rw(idx)) {
1875                 if (!td->o.disable_clat) {
1876                         add_clat_sample(td, idx, llnsec, bytes, io_u->offset);
1877                         io_u_mark_latency(td, llnsec);
1878                 }
1879
1880                 if (!td->o.disable_bw && per_unit_log(td->bw_log))
1881                         add_bw_sample(td, io_u, bytes, llnsec);
1882
1883                 if (no_reduce && per_unit_log(td->iops_log))
1884                         add_iops_sample(td, io_u, bytes);
1885         } else if (ddir_sync(idx) && !td->o.disable_clat)
1886                 add_sync_clat_sample(&td->ts, llnsec);
1887
1888         if (td->ts.nr_block_infos && io_u->ddir == DDIR_TRIM) {
1889                 uint32_t *info = io_u_block_info(td, io_u);
1890                 if (BLOCK_INFO_STATE(*info) < BLOCK_STATE_TRIM_FAILURE) {
1891                         if (io_u->ddir == DDIR_TRIM) {
1892                                 *info = BLOCK_INFO(BLOCK_STATE_TRIMMED,
1893                                                 BLOCK_INFO_TRIMS(*info) + 1);
1894                         } else if (io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
1895                                 *info = BLOCK_INFO_SET_STATE(BLOCK_STATE_WRITTEN,
1896                                                                 *info);
1897                         }
1898                 }
1899         }
1900 }
1901
1902 static void file_log_write_comp(const struct thread_data *td, struct fio_file *f,
1903                                 uint64_t offset, unsigned int bytes)
1904 {
1905         int idx;
1906
1907         if (!f)
1908                 return;
1909
1910         if (f->first_write == -1ULL || offset < f->first_write)
1911                 f->first_write = offset;
1912         if (f->last_write == -1ULL || ((offset + bytes) > f->last_write))
1913                 f->last_write = offset + bytes;
1914
1915         if (!f->last_write_comp)
1916                 return;
1917
1918         idx = f->last_write_idx++;
1919         f->last_write_comp[idx] = offset;
1920         if (f->last_write_idx == td->o.iodepth)
1921                 f->last_write_idx = 0;
1922 }
1923
1924 static bool should_account(struct thread_data *td)
1925 {
1926         return ramp_time_over(td) && (td->runstate == TD_RUNNING ||
1927                                            td->runstate == TD_VERIFYING);
1928 }
1929
1930 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u **io_u_ptr,
1931                          struct io_completion_data *icd)
1932 {
1933         struct io_u *io_u = *io_u_ptr;
1934         enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
1935         struct fio_file *f = io_u->file;
1936
1937         dprint_io_u(io_u, "complete");
1938
1939         assert(io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT);
1940         io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT | IO_U_F_BUSY_OK);
1941
1942         /*
1943          * Mark IO ok to verify
1944          */
1945         if (io_u->ipo) {
1946                 /*
1947                  * Remove errored entry from the verification list
1948                  */
1949                 if (io_u->error)
1950                         unlog_io_piece(td, io_u);
1951                 else {
1952                         io_u->ipo->flags &= ~IP_F_IN_FLIGHT;
1953                         write_barrier();
1954                 }
1955         }
1956
1957         if (ddir_sync(ddir)) {
1958                 td->last_was_sync = true;
1959                 if (f) {
1960                         f->first_write = -1ULL;
1961                         f->last_write = -1ULL;
1962                 }
1963                 if (should_account(td))
1964                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, io_u->buflen);
1965                 return;
1966         }
1967
1968         td->last_was_sync = false;
1969         td->last_ddir = ddir;
1970
1971         if (!io_u->error && ddir_rw(ddir)) {
1972                 unsigned int bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
1973                 int ret;
1974
1975                 td->io_blocks[ddir]++;
1976                 td->io_bytes[ddir] += bytes;
1977
1978                 if (!(io_u->flags & IO_U_F_VER_LIST)) {
1979                         td->this_io_blocks[ddir]++;
1980                         td->this_io_bytes[ddir] += bytes;
1981                 }
1982
1983                 if (ddir == DDIR_WRITE)
1984                         file_log_write_comp(td, f, io_u->offset, bytes);
1985
1986                 if (should_account(td))
1987                         account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, bytes);
1988
1989                 icd->bytes_done[ddir] += bytes;
1990
1991                 if (io_u->end_io) {
1992                         ret = io_u->end_io(td, io_u_ptr);
1993                         io_u = *io_u_ptr;
1994                         if (ret && !icd->error)
1995                                 icd->error = ret;
1996                 }
1997         } else if (io_u->error) {
1998                 icd->error = io_u->error;
1999                 io_u_log_error(td, io_u);
2000         }
2001         if (icd->error) {
2002                 enum error_type_bit eb = td_error_type(ddir, icd->error);
2003
2004                 if (!td_non_fatal_error(td, eb, icd->error))
2005                         return;
2006
2007                 /*
2008                  * If there is a non_fatal error, then add to the error count
2009                  * and clear all the errors.
2010                  */
2011                 update_error_count(td, icd->error);
2012                 td_clear_error(td);
2013                 icd->error = 0;
2014                 if (io_u)
2015                         io_u->error = 0;
2016         }
2017 }
2018
2019 static void init_icd(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
2020                      int nr)
2021 {
2022         int ddir;
2023
2024         if (!gtod_reduce(td))
2025                 fio_gettime(&icd->time, NULL);
2026
2027         icd->nr = nr;
2028
2029         icd->error = 0;
2030         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2031                 icd->bytes_done[ddir] = 0;
2032 }
2033
2034 static void ios_completed(struct thread_data *td,
2035                           struct io_completion_data *icd)
2036 {
2037         struct io_u *io_u;
2038         int i;
2039
2040         for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
2041                 io_u = td->io_ops->event(td, i);
2042
2043                 io_completed(td, &io_u, icd);
2044
2045                 if (io_u)
2046                         put_io_u(td, io_u);
2047         }
2048 }
2049
2050 /*
2051  * Complete a single io_u for the sync engines.
2052  */
2053 int io_u_sync_complete(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2054 {
2055         struct io_completion_data icd;
2056         int ddir;
2057
2058         init_icd(td, &icd, 1);
2059         io_completed(td, &io_u, &icd);
2060
2061         if (io_u)
2062                 put_io_u(td, io_u);
2063
2064         if (icd.error) {
2065                 td_verror(td, icd.error, "io_u_sync_complete");
2066                 return -1;
2067         }
2068
2069         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2070                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2071
2072         return 0;
2073 }
2074
2075 /*
2076  * Called to complete min_events number of io for the async engines.
2077  */
2078 int io_u_queued_complete(struct thread_data *td, int min_evts)
2079 {
2080         struct io_completion_data icd;
2081         struct timespec *tvp = NULL;
2082         int ret, ddir;
2083         struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0, };
2084
2085         dprint(FD_IO, "io_u_queued_complete: min=%d\n", min_evts);
2086
2087         if (!min_evts)
2088                 tvp = &ts;
2089         else if (min_evts > td->cur_depth)
2090                 min_evts = td->cur_depth;
2091
2092         /* No worries, td_io_getevents fixes min and max if they are
2093          * set incorrectly */
2094         ret = td_io_getevents(td, min_evts, td->o.iodepth_batch_complete_max, tvp);
2095         if (ret < 0) {
2096                 td_verror(td, -ret, "td_io_getevents");
2097                 return ret;
2098         } else if (!ret)
2099                 return ret;
2100
2101         init_icd(td, &icd, ret);
2102         ios_completed(td, &icd);
2103         if (icd.error) {
2104                 td_verror(td, icd.error, "io_u_queued_complete");
2105                 return -1;
2106         }
2107
2108         for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
2109                 td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
2110
2111         return ret;
2112 }
2113
2114 /*
2115  * Call when io_u is really queued, to update the submission latency.
2116  */
2117 void io_u_queued(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2118 {
2119         if (!td->o.disable_slat && ramp_time_over(td) && td->o.stats) {
2120                 unsigned long slat_time;
2121
2122                 slat_time = ntime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time);
2123
2124                 if (td->parent)
2125                         td = td->parent;
2126
2127                 add_slat_sample(td, io_u->ddir, slat_time, io_u->xfer_buflen,
2128                                 io_u->offset);
2129         }
2130 }
2131
2132 /*
2133  * See if we should reuse the last seed, if dedupe is enabled
2134  */
2135 static struct frand_state *get_buf_state(struct thread_data *td)
2136 {
2137         unsigned int v;
2138
2139         if (!td->o.dedupe_percentage)
2140                 return &td->buf_state;
2141         else if (td->o.dedupe_percentage == 100) {
2142                 frand_copy(&td->buf_state_prev, &td->buf_state);
2143                 return &td->buf_state;
2144         }
2145
2146         v = rand32_between(&td->dedupe_state, 1, 100);
2147
2148         if (v <= td->o.dedupe_percentage)
2149                 return &td->buf_state_prev;
2150
2151         return &td->buf_state;
2152 }
2153
2154 static void save_buf_state(struct thread_data *td, struct frand_state *rs)
2155 {
2156         if (td->o.dedupe_percentage == 100)
2157                 frand_copy(rs, &td->buf_state_prev);
2158         else if (rs == &td->buf_state)
2159                 frand_copy(&td->buf_state_prev, rs);
2160 }
2161
2162 void fill_io_buffer(struct thread_data *td, void *buf, unsigned int min_write,
2163                     unsigned int max_bs)
2164 {
2165         struct thread_options *o = &td->o;
2166
2167         if (o->mem_type == MEM_CUDA_MALLOC)
2168                 return;
2169
2170         if (o->compress_percentage || o->dedupe_percentage) {
2171                 unsigned int perc = td->o.compress_percentage;
2172                 struct frand_state *rs;
2173                 unsigned int left = max_bs;
2174                 unsigned int this_write;
2175
2176                 do {
2177                         rs = get_buf_state(td);
2178
2179                         min_write = min(min_write, left);
2180
2181                         if (perc) {
2182                                 this_write = min_not_zero(min_write,
2183                                                         td->o.compress_chunk);
2184
2185                                 fill_random_buf_percentage(rs, buf, perc,
2186                                         this_write, this_write,
2187                                         o->buffer_pattern,
2188                                         o->buffer_pattern_bytes);
2189                         } else {
2190                                 fill_random_buf(rs, buf, min_write);
2191                                 this_write = min_write;
2192                         }
2193
2194                         buf += this_write;
2195                         left -= this_write;
2196                         save_buf_state(td, rs);
2197                 } while (left);
2198         } else if (o->buffer_pattern_bytes)
2199                 fill_buffer_pattern(td, buf, max_bs);
2200         else if (o->zero_buffers)
2201                 memset(buf, 0, max_bs);
2202         else
2203                 fill_random_buf(get_buf_state(td), buf, max_bs);
2204 }
2205
2206 /*
2207  * "randomly" fill the buffer contents
2208  */
2209 void io_u_fill_buffer(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
2210                       unsigned int min_write, unsigned int max_bs)
2211 {
2212         io_u->buf_filled_len = 0;
2213         fill_io_buffer(td, io_u->buf, min_write, max_bs);
2214 }
2215
2216 static int do_sync_file_range(const struct thread_data *td,
2217                               struct fio_file *f)
2218 {
2219         off64_t offset, nbytes;
2220
2221         offset = f->first_write;
2222         nbytes = f->last_write - f->first_write;
2223
2224         if (!nbytes)
2225                 return 0;
2226
2227         return sync_file_range(f->fd, offset, nbytes, td->o.sync_file_range);
2228 }
2229
2230 int do_io_u_sync(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2231 {
2232         int ret;
2233
2234         if (io_u->ddir == DDIR_SYNC) {
2235                 ret = fsync(io_u->file->fd);
2236         } else if (io_u->ddir == DDIR_DATASYNC) {
2237 #ifdef CONFIG_FDATASYNC
2238                 ret = fdatasync(io_u->file->fd);
2239 #else
2240                 ret = io_u->xfer_buflen;
2241                 io_u->error = EINVAL;
2242 #endif
2243         } else if (io_u->ddir == DDIR_SYNC_FILE_RANGE)
2244                 ret = do_sync_file_range(td, io_u->file);
2245         else {
2246                 ret = io_u->xfer_buflen;
2247                 io_u->error = EINVAL;
2248         }
2249
2250         if (ret < 0)
2251                 io_u->error = errno;
2252
2253         return ret;
2254 }
2255
2256 int do_io_u_trim(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
2257 {
2258 #ifndef FIO_HAVE_TRIM
2259         io_u->error = EINVAL;
2260         return 0;
2261 #else
2262         struct fio_file *f = io_u->file;
2263         int ret;
2264
2265         ret = os_trim(f, io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
2266         if (!ret)
2267                 return io_u->xfer_buflen;
2268
2269         io_u->error = ret;
2270         return 0;
2271 #endif
2272 }