libfio.c

   1 /*
   2  * fio - the flexible io tester
   3  *
   4  * Copyright (C) 2005 Jens Axboe <axboe@suse.de>
   5  * Copyright (C) 2006-2012 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
   6  *
   7  * The license below covers all files distributed with fio unless otherwise
   8  * noted in the file itself.
   9  *
  10  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  11  *  it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
  12  *  published by the Free Software Foundation.
  13  *
  14  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  15  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  17  *  GNU General Public License for more details.
  18  *
  19  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  20  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  21  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  22  *
  23  */
  24
  25 #include <string.h>
  26 #include <sys/types.h>
  27 #include <signal.h>
  28 #include <stdint.h>
  29 #include <locale.h>
  30 #include <fcntl.h>
  31
  32 #include "fio.h"
  33 #include "smalloc.h"
  34 #include "os/os.h"
  35 #include "filelock.h"
  36
  37 /*
  38  * Just expose an empty list, if the OS does not support disk util stats
  39  */
  40 #ifndef FIO_HAVE_DISK_UTIL
  41 FLIST_HEAD(disk_list);
  42 #endif
  43
  44 unsigned long arch_flags = 0;
  45
  46 uintptr_t page_mask = 0;
  47 uintptr_t page_size = 0;
  48
  49 static const char *fio_os_strings[os_nr] = {
  50         "Invalid",
  51         "Linux",
  52         "AIX",
  53         "FreeBSD",
  54         "HP-UX",
  55         "OSX",
  56         "NetBSD",
  57         "OpenBSD",
  58         "Solaris",
  59         "Windows",
  60         "Android",
  61         "DragonFly",
  62 };
  63
  64 static const char *fio_arch_strings[arch_nr] = {
  65         "Invalid",
  66         "x86-64",
  67         "x86",
  68         "ppc",
  69         "ia64",
  70         "s390",
  71         "alpha",
  72         "sparc",
  73         "sparc64",
  74         "arm",
  75         "sh",
  76         "hppa",
  77         "generic"
  78 };
  79
  80 static void reset_io_counters(struct thread_data *td, int all)
  81 {
  82         int ddir;
  83
  84         if (all) {
  85                 for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++) {
  86                         td->stat_io_bytes[ddir] = 0;
  87                         td->this_io_bytes[ddir] = 0;
  88                         td->stat_io_blocks[ddir] = 0;
  89                         td->this_io_blocks[ddir] = 0;
  90                         td->rate_bytes[ddir] = 0;
  91                         td->rate_blocks[ddir] = 0;
  92                         td->bytes_done[ddir] = 0;
  93                         td->rate_io_issue_bytes[ddir] = 0;
  94                         td->rate_next_io_time[ddir] = 0;
  95                 }
  96         }
  97
  98         td->zone_bytes = 0;
  99
 100         td->last_was_sync = 0;
 101         td->rwmix_issues = 0;
 102
 103         /*
 104          * reset file done count if we are to start over
 105          */
 106         if (td->o.time_based || td->o.loops || td->o.do_verify)
 107                 td->nr_done_files = 0;
 108 }
 109
 110 void clear_io_state(struct thread_data *td, int all)
 111 {
 112         struct fio_file *f;
 113         unsigned int i;
 114
 115         reset_io_counters(td, all);
 116
 117         close_files(td);
 118         for_each_file(td, f, i) {
 119                 fio_file_clear_done(f);
 120                 f->file_offset = get_start_offset(td, f);
 121         }
 122
 123         /*
 124          * Re-Seed random number generator if rand_repeatable is true
 125          */
 126         if (td->o.rand_repeatable)
 127                 td_fill_rand_seeds(td);
 128 }
 129
 130 void reset_all_stats(struct thread_data *td)
 131 {
 132         struct timeval tv;
 133         int i;
 134
 135         reset_io_counters(td, 1);
 136
 137         for (i = 0; i < DDIR_RWDIR_CNT; i++) {
 138                 td->io_bytes[i] = 0;
 139                 td->io_blocks[i] = 0;
 140                 td->io_issues[i] = 0;
 141                 td->ts.total_io_u[i] = 0;
 142                 td->ts.runtime[i] = 0;
 143                 td->rwmix_issues = 0;
 144         }
 145
 146         fio_gettime(&tv, NULL);
 147         memcpy(&td->epoch, &tv, sizeof(tv));
 148         memcpy(&td->start, &tv, sizeof(tv));
 149
 150         lat_target_reset(td);
 151         clear_rusage_stat(td);
 152 }
 153
 154 void reset_fio_state(void)
 155 {
 156         groupid = 0;
 157         thread_number = 0;
 158         stat_number = 0;
 159         done_secs = 0;
 160 }
 161
 162 const char *fio_get_os_string(int nr)
 163 {
 164         if (nr < os_nr)
 165                 return fio_os_strings[nr];
 166
 167         return NULL;
 168 }
 169
 170 const char *fio_get_arch_string(int nr)
 171 {
 172         if (nr < arch_nr)
 173                 return fio_arch_strings[nr];
 174
 175         return NULL;
 176 }
 177
 178 static const char *td_runstates[] = {
 179         "NOT_CREATED",
 180         "CREATED",
 181         "INITIALIZED",
 182         "RAMP",
 183         "SETTING_UP",
 184         "RUNNING",
 185         "PRE_READING",
 186         "VERIFYING",
 187         "FSYNCING",
 188         "FINISHING",
 189         "EXITED",
 190         "REAPED",
 191 };
 192
 193 const char *runstate_to_name(int runstate)
 194 {
 195         compiletime_assert(TD_LAST == 12, "td runstate list");
 196         if (runstate >= 0 && runstate < TD_LAST)
 197                 return td_runstates[runstate];
 198
 199         return "invalid";
 200 }
 201
 202 void td_set_runstate(struct thread_data *td, int runstate)
 203 {
 204         if (td->runstate == runstate)
 205                 return;
 206
 207         dprint(FD_PROCESS, "pid=%d: runstate %s -> %s\n", (int) td->pid,
 208                                                 runstate_to_name(td->runstate),
 209                                                 runstate_to_name(runstate));
 210         td->runstate = runstate;
 211 }
 212
 213 int td_bump_runstate(struct thread_data *td, int new_state)
 214 {
 215         int old_state = td->runstate;
 216
 217         td_set_runstate(td, new_state);
 218         return old_state;
 219 }
 220
 221 void td_restore_runstate(struct thread_data *td, int old_state)
 222 {
 223         td_set_runstate(td, old_state);
 224 }
 225
 226 void fio_mark_td_terminate(struct thread_data *td)
 227 {
 228         fio_gettime(&td->terminate_time, NULL);
 229         write_barrier();
 230         td->terminate = 1;
 231 }
 232
 233 void fio_terminate_threads(unsigned int group_id)
 234 {
 235         struct thread_data *td;
 236         pid_t pid = getpid();
 237         int i;
 238
 239         dprint(FD_PROCESS, "terminate group_id=%d\n", group_id);
 240
 241         for_each_td(td, i) {
 242                 if (group_id == TERMINATE_ALL || group_id == td->groupid) {
 243                         dprint(FD_PROCESS, "setting terminate on %s/%d\n",
 244                                                 td->o.name, (int) td->pid);
 245
 246                         if (td->terminate)
 247                                 continue;
 248
 249                         fio_mark_td_terminate(td);
 250                         td->o.start_delay = 0;
 251
 252                         /*
 253                          * if the thread is running, just let it exit
 254                          */
 255                         if (!td->pid || pid == td->pid)
 256                                 continue;
 257                         else if (td->runstate < TD_RAMP)
 258                                 kill(td->pid, SIGTERM);
 259                         else {
 260                                 struct ioengine_ops *ops = td->io_ops;
 261
 262                                 if (ops && ops->terminate)
 263                                         ops->terminate(td);
 264                         }
 265                 }
 266         }
 267 }
 268
 269 int fio_running_or_pending_io_threads(void)
 270 {
 271         struct thread_data *td;
 272         int i;
 273
 274         for_each_td(td, i) {
 275                 if (td->flags & TD_F_NOIO)
 276                         continue;
 277                 if (td->runstate < TD_EXITED)
 278                         return 1;
 279         }
 280
 281         return 0;
 282 }
 283
 284 int fio_set_fd_nonblocking(int fd, const char *who)
 285 {
 286         int flags;
 287
 288         flags = fcntl(fd, F_GETFL);
 289         if (flags < 0)
 290                 log_err("fio: %s failed to get file flags: %s\n", who, strerror(errno));
 291         else {
 292                 int new_flags = flags | O_NONBLOCK;
 293
 294                 new_flags = fcntl(fd, F_SETFL, new_flags);
 295                 if (new_flags < 0)
 296                         log_err("fio: %s failed to get file flags: %s\n", who, strerror(errno));
 297         }
 298
 299         return flags;
 300 }
 301
 302 static int endian_check(void)
 303 {
 304         union {
 305                 uint8_t c[8];
 306                 uint64_t v;
 307         } u;
 308         int le = 0, be = 0;
 309
 310         u.v = 0x12;
 311         if (u.c[7] == 0x12)
 312                 be = 1;
 313         else if (u.c[0] == 0x12)
 314                 le = 1;
 315
 316 #if defined(CONFIG_LITTLE_ENDIAN)
 317         if (be)
 318                 return 1;
 319 #elif defined(CONFIG_BIG_ENDIAN)
 320         if (le)
 321                 return 1;
 322 #else
 323         return 1;
 324 #endif
 325
 326         if (!le && !be)
 327                 return 1;
 328
 329         return 0;
 330 }
 331
 332 int initialize_fio(char *envp[])
 333 {
 334         long ps;
 335
 336         /*
 337          * We need these to be properly 64-bit aligned, otherwise we
 338          * can run into problems on archs that fault on unaligned fp
 339          * access (ARM).
 340          */
 341         compiletime_assert((offsetof(struct thread_stat, percentile_list) % 8) == 0, "stat percentile_list");
 342         compiletime_assert((offsetof(struct thread_stat, total_run_time) % 8) == 0, "total_run_time");
 343         compiletime_assert((offsetof(struct thread_stat, total_err_count) % 8) == 0, "total_err_count");
 344         compiletime_assert((offsetof(struct thread_stat, latency_percentile) % 8) == 0, "stat latency_percentile");
 345         compiletime_assert((offsetof(struct thread_options_pack, zipf_theta) % 8) == 0, "zipf_theta");
 346         compiletime_assert((offsetof(struct thread_options_pack, pareto_h) % 8) == 0, "pareto_h");
 347         compiletime_assert((offsetof(struct thread_options_pack, percentile_list) % 8) == 0, "percentile_list");
 348         compiletime_assert((offsetof(struct thread_options_pack, latency_percentile) % 8) == 0, "latency_percentile");
 349
 350         if (endian_check()) {
 351                 log_err("fio: endianness settings appear wrong.\n");
 352                 log_err("fio: please report this to fio@vger.kernel.org\n");
 353                 return 1;
 354         }
 355
 356 #if !defined(CONFIG_GETTIMEOFDAY) && !defined(CONFIG_CLOCK_GETTIME)
 357 #error "No available clock source!"
 358 #endif
 359
 360         arch_init(envp);
 361
 362         sinit();
 363
 364         if (fio_filelock_init()) {
 365                 log_err("fio: failed initializing filelock subsys\n");
 366                 return 1;
 367         }
 368
 369         /*
 370          * We need locale for number printing, if it isn't set then just
 371          * go with the US format.
 372          */
 373         if (!getenv("LC_NUMERIC"))
 374                 setlocale(LC_NUMERIC, "en_US");
 375
 376         ps = sysconf(_SC_PAGESIZE);
 377         if (ps < 0) {
 378                 log_err("Failed to get page size\n");
 379                 return 1;
 380         }
 381
 382         page_size = ps;
 383         page_mask = ps - 1;
 384
 385         fio_keywords_init();
 386         return 0;
 387 }
 388
 389 void deinitialize_fio(void)
 390 {
 391         fio_keywords_exit();
 392 }