rate-submit.c

   1 /*
   2  * Rated submission helpers
   3  *
   4  * Copyright (C) 2015 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
   5  *
   6  */
   7 #include <assert.h>
   8 #include "fio.h"
   9 #include "ioengines.h"
  10 #include "lib/getrusage.h"
  11 #include "rate-submit.h"
  12
  13 static void check_overlap(struct io_u *io_u)
  14 {
  15         int i, res;
  16         struct thread_data *td;
  17
  18         /*
  19          * Allow only one thread to check for overlap at a time to prevent two
  20          * threads from thinking the coast is clear and then submitting IOs
  21          * that overlap with each other.
  22          *
  23          * If an overlap is found, release the lock and re-acquire it before
  24          * checking again to give other threads a chance to make progress.
  25          *
  26          * If no overlap is found, release the lock when the io_u's
  27          * IO_U_F_FLIGHT flag is set so that this io_u can be checked by other
  28          * threads as they assess overlap.
  29          */
  30         res = pthread_mutex_lock(&overlap_check);
  31         assert(res == 0);
  32
  33 retry:
  34         for_each_td(td, i) {
  35                 if (td->runstate <= TD_SETTING_UP ||
  36                     td->runstate >= TD_FINISHING ||
  37                     !td->o.serialize_overlap ||
  38                     td->o.io_submit_mode != IO_MODE_OFFLOAD)
  39                         continue;
  40
  41                 if (!in_flight_overlap(&td->io_u_all, io_u))
  42                         continue;
  43
  44                 res = pthread_mutex_unlock(&overlap_check);
  45                 assert(res == 0);
  46                 res = pthread_mutex_lock(&overlap_check);
  47                 assert(res == 0);
  48                 goto retry;
  49         }
  50         io_u_set(td, io_u, IO_U_F_OVERLAP_LOCK);
  51 }
  52
  53 static int io_workqueue_fn(struct submit_worker *sw,
  54                            struct workqueue_work *work)
  55 {
  56         struct io_u *io_u = container_of(work, struct io_u, work);
  57         const enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
  58         struct thread_data *td = sw->priv;
  59         int ret, error;
  60
  61         if (td->o.serialize_overlap)
  62                 check_overlap(io_u);
  63
  64         dprint(FD_RATE, "io_u %p queued by %u\n", io_u, gettid());
  65
  66         io_u_set(td, io_u, IO_U_F_NO_FILE_PUT);
  67
  68         td->cur_depth++;
  69
  70         do {
  71                 ret = td_io_queue(td, io_u);
  72                 if (ret != FIO_Q_BUSY)
  73                         break;
  74                 ret = io_u_queued_complete(td, 1);
  75                 if (ret > 0)
  76                         td->cur_depth -= ret;
  77                 else if (ret < 0)
  78                         break;
  79                 io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT);
  80         } while (1);
  81
  82         dprint(FD_RATE, "io_u %p ret %d by %u\n", io_u, ret, gettid());
  83
  84         error = io_queue_event(td, io_u, &ret, ddir, NULL, 0, NULL);
  85
  86         if (ret == FIO_Q_COMPLETED)
  87                 td->cur_depth--;
  88         else if (ret == FIO_Q_QUEUED) {
  89                 unsigned int min_evts;
  90
  91                 if (td->o.iodepth == 1)
  92                         min_evts = 1;
  93                 else
  94                         min_evts = 0;
  95
  96                 ret = io_u_queued_complete(td, min_evts);
  97                 if (ret > 0)
  98                         td->cur_depth -= ret;
  99         }
 100
 101         if (error || td->error) {
 102                 pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
 103                 pthread_cond_signal(&td->parent->free_cond);
 104                 pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
 105         }
 106
 107         return 0;
 108 }
 109
 110 static bool io_workqueue_pre_sleep_flush_fn(struct submit_worker *sw)
 111 {
 112         struct thread_data *td = sw->priv;
 113
 114         if (td->error)
 115                 return false;
 116         if (td->io_u_queued || td->cur_depth || td->io_u_in_flight)
 117                 return true;
 118
 119         return false;
 120 }
 121
 122 static void io_workqueue_pre_sleep_fn(struct submit_worker *sw)
 123 {
 124         struct thread_data *td = sw->priv;
 125         int ret;
 126
 127         ret = io_u_quiesce(td);
 128         if (ret > 0)
 129                 td->cur_depth -= ret;
 130 }
 131
 132 static int io_workqueue_alloc_fn(struct submit_worker *sw)
 133 {
 134         struct thread_data *td;
 135
 136         td = calloc(1, sizeof(*td));
 137         sw->priv = td;
 138         return 0;
 139 }
 140
 141 static void io_workqueue_free_fn(struct submit_worker *sw)
 142 {
 143         free(sw->priv);
 144         sw->priv = NULL;
 145 }
 146
 147 static int io_workqueue_init_worker_fn(struct submit_worker *sw)
 148 {
 149         struct thread_data *parent = sw->wq->td;
 150         struct thread_data *td = sw->priv;
 151
 152         memcpy(&td->o, &parent->o, sizeof(td->o));
 153         memcpy(&td->ts, &parent->ts, sizeof(td->ts));
 154         td->o.uid = td->o.gid = -1U;
 155         dup_files(td, parent);
 156         td->eo = parent->eo;
 157         fio_options_mem_dupe(td);
 158         td->iolog_f = parent->iolog_f;
 159
 160         if (ioengine_load(td))
 161                 goto err;
 162
 163         td->pid = gettid();
 164
 165         INIT_FLIST_HEAD(&td->io_log_list);
 166         INIT_FLIST_HEAD(&td->io_hist_list);
 167         INIT_FLIST_HEAD(&td->verify_list);
 168         INIT_FLIST_HEAD(&td->trim_list);
 169         td->io_hist_tree = RB_ROOT;
 170
 171         td->o.iodepth = 1;
 172         if (td_io_init(td))
 173                 goto err_io_init;
 174
 175         if (td->io_ops->post_init && td->io_ops->post_init(td))
 176                 goto err_io_init;
 177
 178         set_epoch_time(td, td->o.log_unix_epoch | td->o.log_alternate_epoch, td->o.log_alternate_epoch_clock_id);
 179         fio_getrusage(&td->ru_start);
 180         clear_io_state(td, 1);
 181
 182         td_set_runstate(td, TD_RUNNING);
 183         td->flags |= TD_F_CHILD | TD_F_NEED_LOCK;
 184         td->parent = parent;
 185         return 0;
 186
 187 err_io_init:
 188         close_ioengine(td);
 189 err:
 190         return 1;
 191
 192 }
 193
 194 static void io_workqueue_exit_worker_fn(struct submit_worker *sw,
 195                                         unsigned int *sum_cnt)
 196 {
 197         struct thread_data *td = sw->priv;
 198
 199         (*sum_cnt)++;
 200
 201         /*
 202          * io_workqueue_update_acct_fn() doesn't support per prio stats, and
 203          * even if it did, offload can't be used with all async IO engines.
 204          * If group reporting is set in the parent td, the group result
 205          * generated by __show_run_stats() can still contain multiple prios
 206          * from different offloaded jobs.
 207          */
 208         sw->wq->td->ts.disable_prio_stat = 1;
 209         sum_thread_stats(&sw->wq->td->ts, &td->ts);
 210
 211         fio_options_free(td);
 212         close_and_free_files(td);
 213         if (td->io_ops)
 214                 close_ioengine(td);
 215         td_set_runstate(td, TD_EXITED);
 216 }
 217
 218 #ifdef CONFIG_SFAA
 219 static void sum_val(uint64_t *dst, uint64_t *src)
 220 {
 221         if (*src) {
 222                 __sync_fetch_and_add(dst, *src);
 223                 *src = 0;
 224         }
 225 }
 226 #else
 227 static void sum_val(uint64_t *dst, uint64_t *src)
 228 {
 229         if (*src) {
 230                 *dst += *src;
 231                 *src = 0;
 232         }
 233 }
 234 #endif
 235
 236 static void pthread_double_unlock(pthread_mutex_t *lock1,
 237                                   pthread_mutex_t *lock2)
 238 {
 239 #ifndef CONFIG_SFAA
 240         pthread_mutex_unlock(lock1);
 241         pthread_mutex_unlock(lock2);
 242 #endif
 243 }
 244
 245 static void pthread_double_lock(pthread_mutex_t *lock1, pthread_mutex_t *lock2)
 246 {
 247 #ifndef CONFIG_SFAA
 248         if (lock1 < lock2) {
 249                 pthread_mutex_lock(lock1);
 250                 pthread_mutex_lock(lock2);
 251         } else {
 252                 pthread_mutex_lock(lock2);
 253                 pthread_mutex_lock(lock1);
 254         }
 255 #endif
 256 }
 257
 258 static void sum_ddir(struct thread_data *dst, struct thread_data *src,
 259                      enum fio_ddir ddir)
 260 {
 261         pthread_double_lock(&dst->io_wq.stat_lock, &src->io_wq.stat_lock);
 262
 263         sum_val(&dst->io_bytes[ddir], &src->io_bytes[ddir]);
 264         sum_val(&dst->io_blocks[ddir], &src->io_blocks[ddir]);
 265         sum_val(&dst->this_io_blocks[ddir], &src->this_io_blocks[ddir]);
 266         sum_val(&dst->this_io_bytes[ddir], &src->this_io_bytes[ddir]);
 267         sum_val(&dst->bytes_done[ddir], &src->bytes_done[ddir]);
 268         if (ddir == DDIR_READ)
 269                 sum_val(&dst->bytes_verified, &src->bytes_verified);
 270
 271         pthread_double_unlock(&dst->io_wq.stat_lock, &src->io_wq.stat_lock);
 272 }
 273
 274 static void io_workqueue_update_acct_fn(struct submit_worker *sw)
 275 {
 276         struct thread_data *src = sw->priv;
 277         struct thread_data *dst = sw->wq->td;
 278
 279         if (td_read(src))
 280                 sum_ddir(dst, src, DDIR_READ);
 281         if (td_write(src))
 282                 sum_ddir(dst, src, DDIR_WRITE);
 283         if (td_trim(src))
 284                 sum_ddir(dst, src, DDIR_TRIM);
 285
 286 }
 287
 288 static struct workqueue_ops rated_wq_ops = {
 289         .fn                     = io_workqueue_fn,
 290         .pre_sleep_flush_fn     = io_workqueue_pre_sleep_flush_fn,
 291         .pre_sleep_fn           = io_workqueue_pre_sleep_fn,
 292         .update_acct_fn         = io_workqueue_update_acct_fn,
 293         .alloc_worker_fn        = io_workqueue_alloc_fn,
 294         .free_worker_fn         = io_workqueue_free_fn,
 295         .init_worker_fn         = io_workqueue_init_worker_fn,
 296         .exit_worker_fn         = io_workqueue_exit_worker_fn,
 297 };
 298
 299 int rate_submit_init(struct thread_data *td, struct sk_out *sk_out)
 300 {
 301         if (td->o.io_submit_mode != IO_MODE_OFFLOAD)
 302                 return 0;
 303
 304         return workqueue_init(td, &td->io_wq, &rated_wq_ops, td->o.iodepth, sk_out);
 305 }
 306
 307 void rate_submit_exit(struct thread_data *td)
 308 {
 309         if (td->o.io_submit_mode != IO_MODE_OFFLOAD)
 310                 return;
 311
 312         workqueue_exit(&td->io_wq);
 313 }