t/zbd/test-zbd-support

   1 #!/bin/bash
   2 #
   3 # Copyright (C) 2018 Western Digital Corporation or its affiliates.
   4 #
   5 # This file is released under the GPL.
   6
   7 usage() {
   8     echo "Usage: $(basename "$0") [-d] [-e] [-l] [-r] [-v] [-t <test>] [-z] <SMR drive device node>"
   9 }
  10
  11 max() {
  12     if [ "$1" -gt "$2" ]; then
  13         echo "$1"
  14     else
  15         echo "$2"
  16     fi
  17 }
  18
  19 min() {
  20     if [ "$1" -lt "$2" ]; then
  21         echo "$1"
  22     else
  23         echo "$2"
  24     fi
  25 }
  26
  27 ioengine() {
  28         if [ -n "$use_libzbc" ]; then
  29                 echo -n "--ioengine=libzbc"
  30         else
  31                 echo -n "--ioengine=$1"
  32         fi
  33 }
  34
  35 set_io_scheduler() {
  36     local dev=$1 sched=$2
  37
  38     [ -e "/sys/block/$dev" ] || return $?
  39     if [ -e "/sys/block/$dev/mq" ]; then
  40         case "$sched" in
  41             noop)        sched=none;;
  42             deadline)    sched=mq-deadline;;
  43         esac
  44     else
  45         case "$sched" in
  46             none)        sched=noop;;
  47             mq-deadline) sched=deadline;;
  48         esac
  49     fi
  50
  51     echo "$sched" >"/sys/block/$dev/queue/scheduler"
  52 }
  53
  54 check_read() {
  55     local read
  56
  57     read=$(fio_read <"${logfile}.${test_number}")
  58     echo "read: $read <> $1" >> "${logfile}.${test_number}"
  59     [ "$read" = "$1" ]
  60 }
  61
  62 check_written() {
  63     local written
  64
  65     written=$(fio_written <"${logfile}.${test_number}")
  66     echo "written: $written <> $1" >> "${logfile}.${test_number}"
  67     [ "$written" = "$1" ]
  68 }
  69
  70 # Compare the reset count from the log file with reset count $2 using operator
  71 # $1 (=, -ge, -gt, -le, -lt).
  72 check_reset_count() {
  73     local reset_count
  74
  75     reset_count=$(fio_reset_count <"${logfile}.${test_number}")
  76     echo "reset_count: test $reset_count $1 $2" >> "${logfile}.${test_number}"
  77     eval "[ '$reset_count' '$1' '$2' ]"
  78 }
  79
  80 # Whether or not $1 (/dev/...) is a SCSI device.
  81 is_scsi_device() {
  82     local d f
  83
  84     d=$(basename "$dev")
  85     for f in /sys/class/scsi_device/*/device/block/"$d"; do
  86         [ -e "$f" ] && return 0
  87     done
  88     return 1
  89 }
  90
  91 run_fio() {
  92     local fio opts
  93
  94     fio=$(dirname "$0")/../../fio
  95
  96     opts=("--max-jobs=16" "--aux-path=/tmp" "--allow_file_create=0" \
  97           "--significant_figures=10" "$@")
  98     opts+=(${var_opts[@]})
  99     { echo; echo "fio ${opts[*]}"; echo; } >>"${logfile}.${test_number}"
 100
 101     "${dynamic_analyzer[@]}" "$fio" "${opts[@]}"
 102 }
 103
 104 run_one_fio_job() {
 105     local r
 106
 107     r=$(((RANDOM << 16) | RANDOM))
 108     run_fio --name="$dev" --filename="$dev" "$@" --randseed="$r"        \
 109             --thread=1 --direct=1
 110 }
 111
 112 write_and_run_one_fio_job() {
 113     local r
 114     local write_offset="${1}"
 115     local write_size="${2}"
 116
 117     shift 2
 118     r=$(((RANDOM << 16) | RANDOM))
 119     run_fio --filename="$dev" --randseed="$r"  --name="write_job" --rw=write \
 120             "$(ioengine "psync")" --bs="${logical_block_size}" \
 121             --zonemode=zbd --zonesize="${zone_size}" --thread=1 --direct=1 \
 122             --offset="${write_offset}" --size="${write_size}" \
 123             --name="$dev" --wait_for="write_job" "$@" --thread=1 --direct=1
 124 }
 125
 126 # Run fio on the first four sequential zones of the disk.
 127 run_fio_on_seq() {
 128     local opts=()
 129
 130     opts+=("--offset=$((first_sequential_zone_sector * 512))")
 131     opts+=("--size=$((4 * zone_size))" "--zonemode=zbd")
 132     if [ -z "$is_zbd" ]; then
 133         opts+=("--zonesize=${zone_size}")
 134     fi
 135     run_one_fio_job "${opts[@]}" "$@"
 136 }
 137
 138 # Check whether buffered writes are refused.
 139 test1() {
 140     run_fio --name=job1 --filename="$dev" --rw=write --direct=0 --bs=4K \
 141             "$(ioengine "psync")" --size="${zone_size}" --thread=1      \
 142             --zonemode=zbd --zonesize="${zone_size}" 2>&1 |
 143         tee -a "${logfile}.${test_number}" |
 144         grep -q 'Using direct I/O is mandatory for writing to ZBD drives'
 145     local fio_rc=${PIPESTATUS[0]} grep_rc=${PIPESTATUS[2]}
 146     case "$fio_rc" in
 147         0|1) ;;
 148         *)   return "$fio_rc"
 149     esac
 150     if [ -n "$is_zbd" ]; then
 151         [ "$grep_rc" = 0 ]
 152     else
 153         [ "$grep_rc" != 0 ]
 154     fi
 155 }
 156
 157 # Block size exceeds zone size.
 158 test2() {
 159     local bs off opts=() rc
 160
 161     off=$(((first_sequential_zone_sector + 2 * sectors_per_zone) * 512))
 162     bs=$((2 * zone_size))
 163     opts+=("$(ioengine "psync")")
 164     opts+=("--name=job1" "--filename=$dev" "--rw=write" "--direct=1")
 165     opts+=("--zonemode=zbd" "--offset=$off" "--bs=$bs" "--size=$bs")
 166     if [ -z "$is_zbd" ]; then
 167         opts+=("--zonesize=${zone_size}")
 168     fi
 169     run_fio "${opts[@]}" >> "${logfile}.${test_number}" 2>&1 || return $?
 170     ! grep -q 'WRITE:' "${logfile}.${test_number}"
 171 }
 172
 173 # Run fio against an empty zone. This causes fio to report "No I/O performed".
 174 test3() {
 175     local off opts=() rc
 176
 177     off=$((first_sequential_zone_sector * 512 + 128 * zone_size))
 178     size=$((zone_size))
 179     [ -n "$is_zbd" ] && reset_zone "$dev" $((off / 512))
 180     opts+=("--name=$dev" "--filename=$dev" "--offset=$off" "--bs=4K")
 181     opts+=("--size=$size" "--zonemode=zbd")
 182     opts+=("$(ioengine "psync")" "--rw=read" "--direct=1" "--thread=1")
 183     if [ -z "$is_zbd" ]; then
 184         opts+=("--zonesize=${zone_size}")
 185     fi
 186     run_fio "${opts[@]}" >> "${logfile}.${test_number}" 2>&1 || return $?
 187     ! grep -q 'READ:' "${logfile}.${test_number}"
 188 }
 189
 190 # Run fio with --read_beyond_wp=1 against an empty zone.
 191 test4() {
 192     local off opts=()
 193
 194     off=$((first_sequential_zone_sector * 512 + 129 * zone_size))
 195     size=$((zone_size))
 196     [ -n "$is_zbd" ] && reset_zone "$dev" $((off / 512))
 197     opts+=("--name=$dev" "--filename=$dev" "--offset=$off" "--bs=$size")
 198     opts+=("--size=$size" "--thread=1" "--read_beyond_wp=1")
 199     opts+=("$(ioengine "psync")" "--rw=read" "--direct=1" "--disable_lat=1")
 200     opts+=("--zonemode=zbd" "--zonesize=${zone_size}")
 201     run_fio "${opts[@]}" >> "${logfile}.${test_number}" 2>&1 || return $?
 202     check_read $size || return $?
 203 }
 204
 205 # Sequential write to sequential zones.
 206 test5() {
 207     local size
 208
 209     size=$((4 * zone_size))
 210     run_fio_on_seq "$(ioengine "psync")" --iodepth=1 --rw=write \
 211                    --bs="$(max $((zone_size / 64)) "$logical_block_size")"\
 212                    --do_verify=1 --verify=md5                           \
 213                    >>"${logfile}.${test_number}" 2>&1 || return $?
 214     check_written $size || return $?
 215     check_read $size || return $?
 216 }
 217
 218 # Sequential read from sequential zones.
 219 test6() {
 220     local size
 221
 222     size=$((4 * zone_size))
 223     write_and_run_one_fio_job \
 224             $((first_sequential_zone_sector * 512)) "${size}" \
 225             --offset=$((first_sequential_zone_sector * 512)) \
 226             --size="${size}" --zonemode=zbd --zonesize="${zone_size}" \
 227             "$(ioengine "psync")" --iodepth=1 --rw=read \
 228             --bs="$(max $((zone_size / 64)) "$logical_block_size")" \
 229             >>"${logfile}.${test_number}" 2>&1 || return $?
 230     check_read $size || return $?
 231 }
 232
 233 # Random write to sequential zones, libaio, queue depth 1.
 234 test7() {
 235     local size=$((zone_size))
 236
 237     run_fio_on_seq "$(ioengine "libaio")" --iodepth=1 --rw=randwrite    \
 238                    --bs="$(min 16384 "${zone_size}")"                   \
 239                    --do_verify=1 --verify=md5 --size="$size"            \
 240                    >>"${logfile}.${test_number}" 2>&1 || return $?
 241     check_written $size || return $?
 242     check_read $size || return $?
 243 }
 244
 245 # Random write to sequential zones, libaio, queue depth 64.
 246 test8() {
 247     local size
 248
 249     size=$((4 * zone_size))
 250     run_fio_on_seq "$(ioengine "libaio")" --iodepth=64 --rw=randwrite   \
 251                    --bs="$(min 16384 "${zone_size}")"                   \
 252                    --do_verify=1 --verify=md5                           \
 253                    >>"${logfile}.${test_number}" 2>&1 || return $?
 254     check_written $size || return $?
 255     check_read $size || return $?
 256 }
 257
 258 # Random write to sequential zones, sg, queue depth 1.
 259 test9() {
 260     local size
 261
 262     if ! is_scsi_device "$dev"; then
 263         echo "$dev is not a SCSI device" >>"${logfile}.${test_number}"
 264         return 0
 265     fi
 266
 267     size=$((4 * zone_size))
 268     run_fio_on_seq --ioengine=sg                                        \
 269                    --iodepth=1 --rw=randwrite --bs=16K                  \
 270                    --do_verify=1 --verify=md5                           \
 271                    >>"${logfile}.${test_number}" 2>&1 || return $?
 272     check_written $size || return $?
 273     check_read $size || return $?
 274 }
 275
 276 # Random write to sequential zones, sg, queue depth 64.
 277 test10() {
 278     local size
 279
 280     if ! is_scsi_device "$dev"; then
 281         echo "$dev is not a SCSI device" >>"${logfile}.${test_number}"
 282         return 0
 283     fi
 284
 285     size=$((4 * zone_size))
 286     run_fio_on_seq --ioengine=sg                                        \
 287                    --iodepth=64 --rw=randwrite --bs=16K                 \
 288                    --do_verify=1 --verify=md5                           \
 289                    >>"${logfile}.${test_number}" 2>&1 || return $?
 290     check_written $size || return $?
 291     check_read $size || return $?
 292 }
 293
 294 # Random write to sequential zones, libaio, queue depth 64, random block size.
 295 test11() {
 296     local size
 297
 298     size=$((4 * zone_size))
 299     run_fio_on_seq "$(ioengine "libaio")" --iodepth=64 --rw=randwrite   \
 300                    --bsrange=4K-64K --do_verify=1 --verify=md5          \
 301                    --debug=zbd >>"${logfile}.${test_number}" 2>&1 || return $?
 302     check_written $size || return $?
 303     check_read $size || return $?
 304 }
 305
 306 # Random write to sequential zones, libaio, queue depth 64, max 1 open zone.
 307 test12() {
 308     local size
 309
 310     size=$((8 * zone_size))
 311     run_fio_on_seq "$(ioengine "libaio")" --iodepth=64 --rw=randwrite --bs=16K \
 312                    --max_open_zones=1 --size=$size --do_verify=1 --verify=md5 \
 313                    --debug=zbd >>"${logfile}.${test_number}" 2>&1 || return $?
 314     check_written $size || return $?
 315     check_read $size || return $?
 316 }
 317
 318 # Random write to sequential zones, libaio, queue depth 64, max 4 open zones.
 319 test13() {
 320     local size
 321
 322     size=$((8 * zone_size))
 323     run_fio_on_seq "$(ioengine "libaio")" --iodepth=64 --rw=randwrite --bs=16K \
 324                    --max_open_zones=4 --size=$size --do_verify=1 --verify=md5 \
 325                    --debug=zbd                                                \
 326                    >>"${logfile}.${test_number}" 2>&1 || return $?
 327     check_written $size || return $?
 328     check_read $size || return $?
 329 }
 330
 331 # Random write to conventional zones.
 332 test14() {
 333     local size
 334
 335     size=$((16 * 2**20)) # 20 MB
 336     if [ $size -gt $((first_sequential_zone_sector * 512)) ]; then
 337         echo "$dev does not have enough sequential zones" \
 338              >>"${logfile}.${test_number}"
 339         return 0
 340     fi
 341     run_one_fio_job "$(ioengine "libaio")" --iodepth=64 --rw=randwrite --bs=16K \
 342                     --zonemode=zbd --zonesize="${zone_size}" --do_verify=1 \
 343                     --verify=md5 --size=$size                              \
 344                     >>"${logfile}.${test_number}" 2>&1 || return $?
 345     check_written $((size)) || return $?
 346     check_read $((size)) || return $?
 347 }
 348
 349 # Sequential read on a mix of empty and full zones.
 350 test15() {
 351     local i off size
 352     local w_off w_size
 353
 354     for ((i=0;i<4;i++)); do
 355         [ -n "$is_zbd" ] &&
 356             reset_zone "$dev" $((first_sequential_zone_sector +
 357                                  i*sectors_per_zone))
 358     done
 359     w_off=$(((first_sequential_zone_sector + 2 * sectors_per_zone) * 512))
 360     w_size=$((2 * zone_size))
 361     off=$((first_sequential_zone_sector * 512))
 362     size=$((4 * zone_size))
 363     write_and_run_one_fio_job "${w_off}" "${w_size}" \
 364                     "$(ioengine "psync")" --rw=read --bs=$((zone_size / 16)) \
 365                     --zonemode=zbd --zonesize="${zone_size}" --offset=$off \
 366                     --size=$((size)) >>"${logfile}.${test_number}" 2>&1 ||
 367         return $?
 368     check_written $((w_size)) || return $?
 369     check_read $((size / 2))
 370 }
 371
 372 # Random read on a mix of empty and full zones.
 373 test16() {
 374     local off size
 375     local i w_off w_size
 376
 377     for ((i=0;i<4;i++)); do
 378         [ -n "$is_zbd" ] &&
 379             reset_zone "$dev" $((first_sequential_zone_sector +
 380                                  i*sectors_per_zone))
 381     done
 382     w_off=$(((first_sequential_zone_sector + 2 * sectors_per_zone) * 512))
 383     w_size=$((2 * zone_size))
 384     off=$((first_sequential_zone_sector * 512))
 385     size=$((4 * zone_size))
 386     write_and_run_one_fio_job "${w_off}" "${w_size}" \
 387                     "$(ioengine "libaio")" --iodepth=64 --rw=randread --bs=16K \
 388                     --zonemode=zbd --zonesize="${zone_size}" --offset=$off \
 389                     --size=$size >>"${logfile}.${test_number}" 2>&1 || return $?
 390     check_written $w_size || return $?
 391     check_read $size || return $?
 392 }
 393
 394 # Random reads and writes in the last zone.
 395 test17() {
 396     local io off read size written
 397
 398     off=$(((disk_size / zone_size - 1) * zone_size))
 399     size=$((disk_size - off))
 400     if [ -n "$is_zbd" ]; then
 401         reset_zone "$dev" $((off / 512)) || return $?
 402     fi
 403     run_one_fio_job "$(ioengine "libaio")" --iodepth=8 --rw=randrw --bs=4K \
 404                     --zonemode=zbd --zonesize="${zone_size}"            \
 405                     --offset=$off --loops=2 --norandommap=1\
 406                     >>"${logfile}.${test_number}" 2>&1 || return $?
 407     written=$(fio_written <"${logfile}.${test_number}")
 408     read=$(fio_read <"${logfile}.${test_number}")
 409     io=$((written + read))
 410     echo "Total number of bytes read and written: $io <> $size" \
 411          >>"${logfile}.${test_number}"
 412     [ $io = $((size * 2)) ];
 413 }
 414
 415 # Out-of-range zone reset threshold and frequency parameters.
 416 test18() {
 417     run_fio_on_seq --zone_reset_threshold=-1 |&
 418         tee -a "${logfile}.${test_number}"   |
 419             grep -q 'value out of range' || return $?
 420 }
 421
 422 test19() {
 423     run_fio_on_seq --zone_reset_threshold=2  |&
 424         tee -a "${logfile}.${test_number}"   |
 425         grep -q 'value out of range' || return $?
 426 }
 427
 428 test20() {
 429     run_fio_on_seq --zone_reset_threshold=.4:.6 |&
 430         tee -a "${logfile}.${test_number}"   |
 431         grep -q 'the list exceeding max length' || return $?
 432 }
 433
 434 test21() {
 435     run_fio_on_seq --zone_reset_frequency=-1 |&
 436         tee -a "${logfile}.${test_number}"   |
 437         grep -q 'value out of range' || return $?
 438 }
 439
 440 test22() {
 441     run_fio_on_seq --zone_reset_frequency=2  |&
 442         tee -a "${logfile}.${test_number}"   |
 443         grep -q 'value out of range' || return $?
 444 }
 445
 446 test23() {
 447     run_fio_on_seq --zone_reset_frequency=.4:.6  |&
 448         tee -a "${logfile}.${test_number}"   |
 449         grep -q 'the list exceeding max length' || return $?
 450 }
 451
 452 test24() {
 453     local bs loops=9 size=$((zone_size))
 454
 455     bs=$(min $((256*1024)) "$zone_size")
 456     run_fio_on_seq "$(ioengine "psync")" --rw=write --bs="$bs"          \
 457                    --size=$size --loops=$loops                          \
 458                    --zone_reset_frequency=.01 --zone_reset_threshold=.90 \
 459                    >> "${logfile}.${test_number}" 2>&1 || return $?
 460     check_written $((size * loops)) || return $?
 461     check_reset_count -eq 8 ||
 462         check_reset_count -eq 9 ||
 463         check_reset_count -eq 10 || return $?
 464 }
 465
 466 # Multiple non-overlapping sequential write jobs for the same drive.
 467 test25() {
 468     local i opts=()
 469
 470     for ((i=0;i<16;i++)); do
 471         [ -n "$is_zbd" ] &&
 472             reset_zone "$dev" $((first_sequential_zone_sector + i*sectors_per_zone))
 473     done
 474     for ((i=0;i<16;i++)); do
 475         opts+=("--name=job$i" "--filename=$dev" "--thread=1" "--direct=1")
 476         opts+=("--offset=$((first_sequential_zone_sector*512 + zone_size*i))")
 477         opts+=("--size=$zone_size" "$(ioengine "psync")" "--rw=write" "--bs=16K")
 478         opts+=("--zonemode=zbd" "--zonesize=${zone_size}" "--group_reporting=1")
 479         opts+=(${var_opts[@]})
 480     done
 481     run_fio "${opts[@]}" >> "${logfile}.${test_number}" 2>&1 || return $?
 482 }
 483
 484 write_to_first_seq_zone() {
 485     local loops=4 r
 486
 487     r=$(((RANDOM << 16) | RANDOM))
 488     run_fio --name="$dev" --filename="$dev" "$(ioengine "psync")" --rw="$1" \
 489             --thread=1 --do_verify=1 --verify=md5 --direct=1 --bs=4K    \
 490             --offset=$((first_sequential_zone_sector * 512))            \
 491             "--size=$zone_size" --loops=$loops --randseed="$r"          \
 492             --zonemode=zbd --zonesize="${zone_size}" --group_reporting=1        \
 493             --gtod_reduce=1 >> "${logfile}.${test_number}" 2>&1 || return $?
 494     check_written $((loops * zone_size)) || return $?
 495 }
 496
 497 # Overwrite the first sequential zone four times sequentially.
 498 test26() {
 499     write_to_first_seq_zone write
 500 }
 501
 502 # Overwrite the first sequential zone four times using random writes.
 503 test27() {
 504     write_to_first_seq_zone randwrite
 505 }
 506
 507 # Multiple overlapping random write jobs for the same drive.
 508 test28() {
 509     local i jobs=16 off opts
 510
 511     off=$((first_sequential_zone_sector * 512 + 64 * zone_size))
 512     [ -n "$is_zbd" ] && reset_zone "$dev" $((off / 512))
 513     opts=("--debug=zbd")
 514     for ((i=0;i<jobs;i++)); do
 515         opts+=("--name=job$i" "--filename=$dev" "--offset=$off" "--bs=16K")
 516         opts+=("--size=$zone_size" "$(ioengine "psync")" "--rw=randwrite")
 517         opts+=("--thread=1" "--direct=1" "--zonemode=zbd")
 518         opts+=("--zonesize=${zone_size}" "--group_reporting=1")
 519         opts+=(${var_opts[@]})
 520     done
 521     run_fio "${opts[@]}" >> "${logfile}.${test_number}" 2>&1 || return $?
 522     check_written $((jobs * zone_size)) || return $?
 523     check_reset_count -eq $jobs ||
 524         check_reset_count -eq $((jobs - 1)) ||
 525         return $?
 526 }
 527
 528 # Multiple overlapping random write jobs for the same drive and with a limited
 529 # number of open zones.
 530 test29() {
 531     local i jobs=16 off opts=()
 532
 533     off=$((first_sequential_zone_sector * 512 + 64 * zone_size))
 534     size=$((16*zone_size))
 535     [ -n "$is_zbd" ] && reset_zone "$dev" $((off / 512))
 536     opts=("--debug=zbd")
 537     for ((i=0;i<jobs;i++)); do
 538         opts+=("--name=job$i" "--filename=$dev" "--offset=$off" "--bs=16K")
 539         opts+=("--size=$size" "--io_size=$zone_size" "--thread=1")
 540         opts+=("$(ioengine "psync")" "--rw=randwrite" "--direct=1")
 541         opts+=("--max_open_zones=4" "--group_reporting=1")
 542         opts+=("--zonemode=zbd" "--zonesize=${zone_size}")
 543         opts+=(${var_opts[@]})
 544     done
 545     run_fio "${opts[@]}" >> "${logfile}.${test_number}" 2>&1 || return $?
 546     check_written $((jobs * zone_size)) || return $?
 547 }
 548
 549 # Random reads and writes across the entire disk for 30s.
 550 test30() {
 551     local off
 552
 553     off=$((first_sequential_zone_sector * 512))
 554     run_one_fio_job "$(ioengine "libaio")" --iodepth=8 --rw=randrw      \
 555                     --bs="$(max $((zone_size / 128)) "$logical_block_size")"\
 556                     --zonemode=zbd --zonesize="${zone_size}" --offset=$off\
 557                     --loops=2 --time_based --runtime=30s --norandommap=1\
 558                     >>"${logfile}.${test_number}" 2>&1
 559 }
 560
 561 # Random reads across all sequential zones for 30s. This is not only a fio
 562 # test but also allows to verify the performance of a drive.
 563 test31() {
 564     local bs inc nz off opts size
 565
 566     # Start with writing 128 KB to 128 sequential zones.
 567     bs=128K
 568     nz=128
 569     # shellcheck disable=SC2017
 570     inc=$(((disk_size - (first_sequential_zone_sector * 512)) / (nz * zone_size)
 571            * zone_size))
 572     opts=()
 573     for ((off = first_sequential_zone_sector * 512; off < disk_size;
 574           off += inc)); do
 575         opts+=("--name=$dev" "--filename=$dev" "--offset=$off" "--io_size=$bs")
 576         opts+=("--bs=$bs" "--size=$zone_size" "$(ioengine "libaio")")
 577         opts+=("--rw=write" "--direct=1" "--thread=1" "--stats=0")
 578         opts+=("--zonemode=zbd" "--zonesize=${zone_size}")
 579         opts+=(${var_opts[@]})
 580     done
 581     "$(dirname "$0")/../../fio" "${opts[@]}" >> "${logfile}.${test_number}" 2>&1
 582     # Next, run the test.
 583     off=$((first_sequential_zone_sector * 512))
 584     size=$((disk_size - off))
 585     opts=("--name=$dev" "--filename=$dev" "--offset=$off" "--size=$size")
 586     opts+=("--bs=$bs" "$(ioengine "psync")" "--rw=randread" "--direct=1")
 587     opts+=("--thread=1" "--time_based" "--runtime=30" "--zonemode=zbd")
 588     opts+=("--zonesize=${zone_size}")
 589     run_fio "${opts[@]}" >> "${logfile}.${test_number}" 2>&1 || return $?
 590 }
 591
 592 # Random writes across all sequential zones. This is not only a fio test but
 593 # also allows to verify the performance of a drive.
 594 test32() {
 595     local off opts=() size
 596
 597     off=$((first_sequential_zone_sector * 512))
 598     size=$((disk_size - off))
 599     opts+=("--name=$dev" "--filename=$dev" "--offset=$off" "--size=$size")
 600     opts+=("--bs=128K" "$(ioengine "psync")" "--rw=randwrite" "--direct=1")
 601     opts+=("--thread=1" "--time_based" "--runtime=30")
 602     opts+=("--max_open_zones=$max_open_zones" "--zonemode=zbd")
 603     opts+=("--zonesize=${zone_size}")
 604     run_fio "${opts[@]}" >> "${logfile}.${test_number}" 2>&1 || return $?
 605 }
 606
 607 # Write to sequential zones with a block size that is not a divisor of the
 608 # zone size.
 609 test33() {
 610     local bs io_size size
 611
 612     size=$((2 * zone_size))
 613     io_size=$((5 * zone_size))
 614     bs=$((3 * zone_size / 4))
 615     run_fio_on_seq "$(ioengine "psync")" --iodepth=1 --rw=write \
 616                    --size=$size --io_size=$io_size --bs=$bs     \
 617                    >> "${logfile}.${test_number}" 2>&1 || return $?
 618     check_written $(((io_size + bs - 1) / bs * bs)) || return $?
 619 }
 620
 621 # Write to sequential zones with a block size that is not a divisor of the
 622 # zone size and with data verification enabled.
 623 test34() {
 624     local size
 625
 626     size=$((2 * zone_size))
 627     run_fio_on_seq "$(ioengine "psync")" --iodepth=1 --rw=write --size=$size \
 628                    --do_verify=1 --verify=md5 --bs=$((3 * zone_size / 4)) \
 629                    >> "${logfile}.${test_number}" 2>&1 && return 1
 630     grep -q 'not a divisor of' "${logfile}.${test_number}"
 631 }
 632
 633 # Test 1/4 for the I/O boundary rounding code: $size < $zone_size.
 634 test35() {
 635     local bs off io_size size
 636
 637     off=$(((first_sequential_zone_sector + 1) * 512))
 638     size=$((zone_size - 2 * 512))
 639     bs=$((zone_size / 4))
 640     run_one_fio_job --offset=$off --size=$size "$(ioengine "psync")"    \
 641                     --iodepth=1 --rw=write --do_verify=1 --verify=md5   \
 642                     --bs=$bs --zonemode=zbd --zonesize="${zone_size}"   \
 643                     >> "${logfile}.${test_number}" 2>&1 && return 1
 644     grep -q 'io_size must be at least one zone' "${logfile}.${test_number}"
 645 }
 646
 647 # Test 2/4 for the I/O boundary rounding code: $size < $zone_size.
 648 test36() {
 649     local bs off io_size size
 650
 651     off=$(((first_sequential_zone_sector) * 512))
 652     size=$((zone_size - 512))
 653     bs=$((zone_size / 4))
 654     run_one_fio_job --offset=$off --size=$size "$(ioengine "psync")"    \
 655                     --iodepth=1 --rw=write --do_verify=1 --verify=md5   \
 656                     --bs=$bs --zonemode=zbd --zonesize="${zone_size}"   \
 657                     >> "${logfile}.${test_number}" 2>&1 && return 1
 658     grep -q 'io_size must be at least one zone' "${logfile}.${test_number}"
 659 }
 660
 661 # Test 3/4 for the I/O boundary rounding code: $size > $zone_size.
 662 test37() {
 663     local bs off size
 664
 665     if [ "$first_sequential_zone_sector" = 0 ]; then
 666         off=0
 667     else
 668         off=$(((first_sequential_zone_sector - 1) * 512))
 669     fi
 670     size=$((zone_size + 2 * 512))
 671     bs=$((zone_size / 4))
 672     run_one_fio_job --offset=$off --size=$size "$(ioengine "psync")"    \
 673                     --iodepth=1 --rw=write --do_verify=1 --verify=md5   \
 674                     --bs=$bs --zonemode=zbd --zonesize="${zone_size}"   \
 675                     >> "${logfile}.${test_number}" 2>&1
 676     check_written $((zone_size)) || return $?
 677 }
 678
 679 # Test 4/4 for the I/O boundary rounding code: $offset > $disk_size - $zone_size
 680 test38() {
 681     local bs off size
 682
 683     size=$((logical_block_size))
 684     off=$((disk_size - logical_block_size))
 685     bs=$((logical_block_size))
 686     run_one_fio_job --offset=$off --size=$size "$(ioengine "psync")"    \
 687                     --iodepth=1 --rw=write --do_verify=1 --verify=md5   \
 688                     --bs=$bs --zonemode=zbd --zonesize="${zone_size}"   \
 689                     >> "${logfile}.${test_number}" 2>&1 && return 1
 690     grep -q 'io_size must be at least one zone' "${logfile}.${test_number}"
 691 }
 692
 693 # Read one block from a block device.
 694 read_one_block() {
 695     local bs
 696
 697     bs=$((logical_block_size))
 698     run_one_fio_job --rw=read "$(ioengine "psync")" --bs=$bs --size=$bs "$@" 2>&1 |
 699         tee -a "${logfile}.${test_number}"
 700 }
 701
 702 # Check whether fio accepts --zonemode=none for zoned block devices.
 703 test39() {
 704     [ -n "$is_zbd" ] || return 0
 705     read_one_block --zonemode=none >/dev/null || return $?
 706     check_read $((logical_block_size)) || return $?
 707 }
 708
 709 # Check whether fio accepts --zonemode=strided for zoned block devices.
 710 test40() {
 711     local bs
 712
 713     bs=$((logical_block_size))
 714     [ -n "$is_zbd" ] || return 0
 715     read_one_block --zonemode=strided |
 716         grep -q 'fio: --zonesize must be specified when using --zonemode=strided' ||
 717         return $?
 718     read_one_block --zonemode=strided --zonesize=$bs >/dev/null || return $?
 719     check_read $bs || return $?
 720 }
 721
 722 # Check whether fio checks the zone size for zoned block devices.
 723 test41() {
 724     [ -n "$is_zbd" ] || return 0
 725     read_one_block --zonemode=zbd --zonesize=$((2 * zone_size)) |
 726         grep -q 'job parameter zonesize.*does not match disk zone size'
 727 }
 728
 729 # Check whether fio handles --zonesize=0 correctly for regular block devices.
 730 test42() {
 731     [ -n "$is_zbd" ] && return 0
 732     read_one_block --zonemode=zbd --zonesize=0 |
 733         grep -q 'Specifying the zone size is mandatory for regular block devices with --zonemode=zbd'
 734 }
 735
 736 # Check whether fio handles --zonesize=1 correctly for regular block devices.
 737 test43() {
 738     [ -n "$is_zbd" ] && return 0
 739     read_one_block --zonemode=zbd --zonesize=1 |
 740         grep -q 'zone size must be at least 512 bytes for --zonemode=zbd'
 741 }
 742
 743 # Check whether fio handles --zonemode=none --zonesize=1 correctly.
 744 test44() {
 745     read_one_block --zonemode=none --zonesize=1 |
 746         grep -q 'fio: --zonemode=none and --zonesize are not compatible'
 747 }
 748
 749 test45() {
 750     local bs i
 751
 752     [ -z "$is_zbd" ] && return 0
 753     bs=$((logical_block_size))
 754     run_one_fio_job "$(ioengine "psync")" --iodepth=1 --rw=randwrite --bs=$bs\
 755                     --offset=$((first_sequential_zone_sector * 512)) \
 756                     --size="$zone_size" --do_verify=1 --verify=md5 2>&1 |
 757         tee -a "${logfile}.${test_number}" |
 758         grep -q "fio: first I/O failed. If .* is a zoned block device, consider --zonemode=zbd"
 759 }
 760
 761 # Random write to sequential zones, libaio, 8 jobs, queue depth 64 per job
 762 test46() {
 763     local size
 764
 765     size=$((4 * zone_size))
 766     run_fio_on_seq "$(ioengine "libaio")" --iodepth=64 --rw=randwrite --bs=4K \
 767                    --group_reporting=1 --numjobs=8 \
 768                    >> "${logfile}.${test_number}" 2>&1 || return $?
 769     check_written $((size * 8)) || return $?
 770 }
 771
 772 # Check whether fio handles --zonemode=zbd --zoneskip=1 correctly.
 773 test47() {
 774     local bs
 775
 776     bs=$((logical_block_size))
 777     run_fio_on_seq "$(ioengine "psync")" --rw=write --bs=$bs --zoneskip=1 \
 778                     >> "${logfile}.${test_number}" 2>&1 && return 1
 779     grep -q 'zoneskip 1 is not a multiple of the device zone size' "${logfile}.${test_number}"
 780 }
 781
 782 # Multiple overlapping random write jobs for the same drive and with a
 783 # limited number of open zones. This is similar to test29, but uses libaio
 784 # to stress test zone locking.
 785 test48() {
 786     local i jobs=16 off opts=()
 787
 788     off=$((first_sequential_zone_sector * 512 + 64 * zone_size))
 789     size=$((16*zone_size))
 790     [ -n "$is_zbd" ] && reset_zone "$dev" $((off / 512))
 791     opts=("--aux-path=/tmp" "--allow_file_create=0" "--significant_figures=10")
 792     opts+=("--debug=zbd")
 793     opts+=("$(ioengine "libaio")" "--rw=randwrite" "--direct=1")
 794     opts+=("--time_based" "--runtime=30")
 795     opts+=("--zonemode=zbd" "--zonesize=${zone_size}")
 796     opts+=("--max_open_zones=4")
 797     for ((i=0;i<jobs;i++)); do
 798         opts+=("--name=job$i" "--filename=$dev" "--offset=$off" "--bs=16K")
 799         opts+=("--io_size=$zone_size" "--iodepth=256" "--thread=1")
 800         opts+=("--group_reporting=1")
 801     done
 802
 803     fio=$(dirname "$0")/../../fio
 804
 805     { echo; echo "fio ${opts[*]}"; echo; } >>"${logfile}.${test_number}"
 806
 807     timeout -v -s KILL 45s \
 808             "${dynamic_analyzer[@]}" "$fio" "${opts[@]}" \
 809             >> "${logfile}.${test_number}" 2>&1 || return $?
 810 }
 811
 812 tests=()
 813 dynamic_analyzer=()
 814 reset_all_zones=
 815 use_libzbc=
 816 zbd_debug=
 817
 818 while [ "${1#-}" != "$1" ]; do
 819   case "$1" in
 820     -d) dynamic_analyzer=(valgrind "--read-var-info=yes" "--tool=drd"
 821                           "--show-confl-seg=no");
 822         shift;;
 823     -e) dynamic_analyzer=(valgrind "--read-var-info=yes" "--tool=helgrind");
 824         shift;;
 825     -l) use_libzbc=1; shift;;
 826     -r) reset_all_zones=1; shift;;
 827     -t) tests+=("$2"); shift; shift;;
 828     -v) dynamic_analyzer=(valgrind "--read-var-info=yes");
 829         shift;;
 830     -z) zbd_debug=1; shift;;
 831     --) shift; break;;
 832   esac
 833 done
 834
 835 if [ $# != 1 ]; then
 836     usage
 837     exit 1
 838 fi
 839
 840 # shellcheck source=functions
 841 source "$(dirname "$0")/functions" || exit $?
 842
 843 var_opts=()
 844 if [ -n "$zbd_debug" ]; then
 845     var_opts+=("--debug=zbd")
 846 fi
 847 dev=$1
 848 realdev=$(readlink -f "$dev")
 849 basename=$(basename "$realdev")
 850
 851 if [[ -b "$realdev" ]]; then
 852         major=$((0x$(stat -L -c '%t' "$realdev"))) || exit $?
 853         minor=$((0x$(stat -L -c '%T' "$realdev"))) || exit $?
 854         disk_size=$(($(<"/sys/dev/block/$major:$minor/size")*512))
 855
 856         # When the target is a partition device, get basename of its
 857         # holder device to access sysfs path of the holder device
 858         if [[ -r "/sys/dev/block/$major:$minor/partition" ]]; then
 859                 realsysfs=$(readlink "/sys/dev/block/$major:$minor")
 860                 basename=$(basename "${realsysfs%/*}")
 861         fi
 862         logical_block_size=$(<"/sys/block/$basename/queue/logical_block_size")
 863         case "$(<"/sys/class/block/$basename/queue/zoned")" in
 864         host-managed|host-aware)
 865                 is_zbd=true
 866                 if ! result=($(first_sequential_zone "$dev")); then
 867                         echo "Failed to determine first sequential zone"
 868                         exit 1
 869                 fi
 870                 first_sequential_zone_sector=${result[0]}
 871                 sectors_per_zone=${result[1]}
 872                 zone_size=$((sectors_per_zone * 512))
 873                 if ! max_open_zones=$(max_open_zones "$dev"); then
 874                         echo "Failed to determine maximum number of open zones"
 875                         exit 1
 876                 fi
 877                 set_io_scheduler "$basename" deadline || exit $?
 878                 if [ -n "$reset_all_zones" ]; then
 879                         reset_zone "$dev" -1
 880                 fi
 881                 ;;
 882         *)
 883                 first_sequential_zone_sector=$(((disk_size / 2) &
 884                                                 (logical_block_size - 1)))
 885                 zone_size=$(max 65536 "$logical_block_size")
 886                 sectors_per_zone=$((zone_size / 512))
 887                 max_open_zones=128
 888                 set_io_scheduler "$basename" none || exit $?
 889                 ;;
 890         esac
 891 elif [[ -c "$realdev" ]]; then
 892         # For an SG node, we must have libzbc option specified
 893         if [[ ! -n "$use_libzbc" ]]; then
 894                 echo "Character device files can only be used with -l (libzbc) option"
 895                 exit 1
 896         fi
 897
 898         if ! $(is_zbc "$dev"); then
 899                 echo "Device is not a ZBC disk"
 900                 exit 1
 901         fi
 902         is_zbd=true
 903
 904         if ! disk_size=($(( $(zbc_disk_sectors "$dev") * 512))); then
 905                 echo "Failed to determine disk size"
 906                 exit 1
 907         fi
 908         if ! logical_block_size=($(zbc_logical_block_size "$dev")); then
 909                 echo "Failed to determine logical block size"
 910                 exit 1
 911         fi
 912         if ! result=($(first_sequential_zone "$dev")); then
 913                 echo "Failed to determine first sequential zone"
 914                 exit 1
 915         fi
 916         first_sequential_zone_sector=${result[0]}
 917         sectors_per_zone=${result[1]}
 918         zone_size=$((sectors_per_zone * 512))
 919         if ! max_open_zones=$(max_open_zones "$dev"); then
 920                 echo "Failed to determine maximum number of open zones"
 921                 exit 1
 922         fi
 923         if [ -n "$reset_all_zones" ]; then
 924                 reset_zone "$dev" -1
 925         fi
 926 fi
 927
 928 echo -n "First sequential zone starts at sector $first_sequential_zone_sector;"
 929 echo " zone size: $((zone_size >> 20)) MB"
 930
 931 if [ "${#tests[@]}" = 0 ]; then
 932     readarray -t tests < <(declare -F | grep "test[0-9]*" | \
 933                                    tr -c -d "[:digit:]\n" | sort -n)
 934 fi
 935
 936 logfile=$0.log
 937
 938 passed=0
 939 failed=0
 940 if [ -t 1 ]; then
 941     red="\e[1;31m"
 942     green="\e[1;32m"
 943     end="\e[m"
 944 else
 945     red=""
 946     green=""
 947     end=""
 948 fi
 949 rc=0
 950
 951 intr=0
 952 trap 'intr=1' SIGINT
 953
 954 for test_number in "${tests[@]}"; do
 955     rm -f "${logfile}.${test_number}"
 956     echo -n "Running test $(printf "%02d" $test_number) ... "
 957     if eval "test$test_number"; then
 958         status="PASS"
 959         cc_status="${green}${status}${end}"
 960         ((passed++))
 961     else
 962         status="FAIL"
 963         cc_status="${red}${status}${end}"
 964         ((failed++))
 965         rc=1
 966     fi
 967     echo -e "$cc_status"
 968     echo "$status" >> "${logfile}.${test_number}"
 969     [ $intr -ne 0 ] && exit 1
 970 done
 971
 972 echo "$passed tests passed"
 973 if [ $failed -gt 0 ]; then
 974     echo " and $failed tests failed"
 975 fi
 976 exit $rc