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