verify.c

   1 /*
   2  * IO verification helpers
   3  */
   4 #include <unistd.h>
   5 #include <fcntl.h>
   6 #include <string.h>
   7 #include <assert.h>
   8 #include <pthread.h>
   9 #include <libgen.h>
  10
  11 #include "fio.h"
  12 #include "verify.h"
  13 #include "trim.h"
  14 #include "lib/rand.h"
  15 #include "lib/hweight.h"
  16
  17 #include "crc/md5.h"
  18 #include "crc/crc64.h"
  19 #include "crc/crc32.h"
  20 #include "crc/crc32c.h"
  21 #include "crc/crc16.h"
  22 #include "crc/crc7.h"
  23 #include "crc/sha256.h"
  24 #include "crc/sha512.h"
  25 #include "crc/sha1.h"
  26 #include "crc/xxhash.h"
  27
  28 static void populate_hdr(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
  29                          struct verify_header *hdr, unsigned int header_num,
  30                          unsigned int header_len);
  31
  32 static void fill_pattern(struct thread_data *td, void *p, unsigned int len,
  33                          char *pattern, unsigned int pattern_bytes)
  34 {
  35         switch (pattern_bytes) {
  36         case 0:
  37                 assert(0);
  38                 break;
  39         case 1:
  40                 dprint(FD_VERIFY, "fill verify pattern b=0 len=%u\n", len);
  41                 memset(p, pattern[0], len);
  42                 break;
  43         default: {
  44                 unsigned int i = 0, size = 0;
  45                 unsigned char *b = p;
  46
  47                 dprint(FD_VERIFY, "fill verify pattern b=%d len=%u\n",
  48                                         pattern_bytes, len);
  49
  50                 while (i < len) {
  51                         size = pattern_bytes;
  52                         if (size > (len - i))
  53                                 size = len - i;
  54                         memcpy(b+i, pattern, size);
  55                         i += size;
  56                 }
  57                 break;
  58                 }
  59         }
  60 }
  61
  62 void fill_buffer_pattern(struct thread_data *td, void *p, unsigned int len)
  63 {
  64         fill_pattern(td, p, len, td->o.buffer_pattern, td->o.buffer_pattern_bytes);
  65 }
  66
  67 void fill_verify_pattern(struct thread_data *td, void *p, unsigned int len,
  68                          struct io_u *io_u, unsigned long seed, int use_seed)
  69 {
  70         if (!td->o.verify_pattern_bytes) {
  71                 dprint(FD_VERIFY, "fill random bytes len=%u\n", len);
  72
  73                 if (use_seed)
  74                         __fill_random_buf(p, len, seed);
  75                 else
  76                         io_u->rand_seed = fill_random_buf(&td->__verify_state, p, len);
  77                 return;
  78         }
  79
  80         if (io_u->buf_filled_len >= len) {
  81                 dprint(FD_VERIFY, "using already filled verify pattern b=%d len=%u\n",
  82                         td->o.verify_pattern_bytes, len);
  83                 return;
  84         }
  85
  86         fill_pattern(td, p, len, td->o.verify_pattern, td->o.verify_pattern_bytes);
  87
  88         io_u->buf_filled_len = len;
  89 }
  90
  91 static unsigned int get_hdr_inc(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
  92 {
  93         unsigned int hdr_inc;
  94
  95         hdr_inc = io_u->buflen;
  96         if (td->o.verify_interval && td->o.verify_interval <= io_u->buflen)
  97                 hdr_inc = td->o.verify_interval;
  98
  99         return hdr_inc;
 100 }
 101
 102 static void fill_pattern_headers(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 103                                  unsigned long seed, int use_seed)
 104 {
 105         unsigned int hdr_inc, header_num;
 106         struct verify_header *hdr;
 107         void *p = io_u->buf;
 108
 109         fill_verify_pattern(td, p, io_u->buflen, io_u, seed, use_seed);
 110
 111         hdr_inc = get_hdr_inc(td, io_u);
 112         header_num = 0;
 113         for (; p < io_u->buf + io_u->buflen; p += hdr_inc) {
 114                 hdr = p;
 115                 populate_hdr(td, io_u, hdr, header_num, hdr_inc);
 116                 header_num++;
 117         }
 118 }
 119
 120 static void memswp(void *buf1, void *buf2, unsigned int len)
 121 {
 122         char swap[200];
 123
 124         assert(len <= sizeof(swap));
 125
 126         memcpy(&swap, buf1, len);
 127         memcpy(buf1, buf2, len);
 128         memcpy(buf2, &swap, len);
 129 }
 130
 131 static void hexdump(void *buffer, int len)
 132 {
 133         unsigned char *p = buffer;
 134         int i;
 135
 136         for (i = 0; i < len; i++)
 137                 log_err("%02x", p[i]);
 138         log_err("\n");
 139 }
 140
 141 /*
 142  * Prepare for separation of verify_header and checksum header
 143  */
 144 static inline unsigned int __hdr_size(int verify_type)
 145 {
 146         unsigned int len = 0;
 147
 148         switch (verify_type) {
 149         case VERIFY_NONE:
 150         case VERIFY_NULL:
 151                 len = 0;
 152                 break;
 153         case VERIFY_MD5:
 154                 len = sizeof(struct vhdr_md5);
 155                 break;
 156         case VERIFY_CRC64:
 157                 len = sizeof(struct vhdr_crc64);
 158                 break;
 159         case VERIFY_CRC32C:
 160         case VERIFY_CRC32:
 161         case VERIFY_CRC32C_INTEL:
 162                 len = sizeof(struct vhdr_crc32);
 163                 break;
 164         case VERIFY_CRC16:
 165                 len = sizeof(struct vhdr_crc16);
 166                 break;
 167         case VERIFY_CRC7:
 168                 len = sizeof(struct vhdr_crc7);
 169                 break;
 170         case VERIFY_SHA256:
 171                 len = sizeof(struct vhdr_sha256);
 172                 break;
 173         case VERIFY_SHA512:
 174                 len = sizeof(struct vhdr_sha512);
 175                 break;
 176         case VERIFY_XXHASH:
 177                 len = sizeof(struct vhdr_xxhash);
 178                 break;
 179         case VERIFY_META:
 180                 len = sizeof(struct vhdr_meta);
 181                 break;
 182         case VERIFY_SHA1:
 183                 len = sizeof(struct vhdr_sha1);
 184                 break;
 185         case VERIFY_PATTERN:
 186                 len = 0;
 187                 break;
 188         default:
 189                 log_err("fio: unknown verify header!\n");
 190                 assert(0);
 191         }
 192
 193         return len + sizeof(struct verify_header);
 194 }
 195
 196 static inline unsigned int hdr_size(struct verify_header *hdr)
 197 {
 198         return __hdr_size(hdr->verify_type);
 199 }
 200
 201 static void *hdr_priv(struct verify_header *hdr)
 202 {
 203         void *priv = hdr;
 204
 205         return priv + sizeof(struct verify_header);
 206 }
 207
 208 /*
 209  * Verify container, pass info to verify handlers and allow them to
 210  * pass info back in case of error
 211  */
 212 struct vcont {
 213         /*
 214          * Input
 215          */
 216         struct io_u *io_u;
 217         unsigned int hdr_num;
 218         struct thread_data *td;
 219
 220         /*
 221          * Output, only valid in case of error
 222          */
 223         const char *name;
 224         void *good_crc;
 225         void *bad_crc;
 226         unsigned int crc_len;
 227 };
 228
 229 #define DUMP_BUF_SZ     255
 230 static int dump_buf_warned;
 231
 232 static void dump_buf(char *buf, unsigned int len, unsigned long long offset,
 233                      const char *type, struct fio_file *f)
 234 {
 235         char *ptr, fname[DUMP_BUF_SZ];
 236         size_t buf_left = DUMP_BUF_SZ;
 237         int ret, fd;
 238
 239         ptr = strdup(f->file_name);
 240
 241         fname[DUMP_BUF_SZ - 1] = '\0';
 242         strncpy(fname, basename(ptr), DUMP_BUF_SZ - 1);
 243
 244         buf_left -= strlen(fname);
 245         if (buf_left <= 0) {
 246                 if (!dump_buf_warned) {
 247                         log_err("fio: verify failure dump buffer too small\n");
 248                         dump_buf_warned = 1;
 249                 }
 250                 free(ptr);
 251                 return;
 252         }
 253
 254         snprintf(fname + strlen(fname), buf_left, ".%llu.%s", offset, type);
 255
 256         fd = open(fname, O_CREAT | O_TRUNC | O_WRONLY, 0644);
 257         if (fd < 0) {
 258                 perror("open verify buf file");
 259                 return;
 260         }
 261
 262         while (len) {
 263                 ret = write(fd, buf, len);
 264                 if (!ret)
 265                         break;
 266                 else if (ret < 0) {
 267                         perror("write verify buf file");
 268                         break;
 269                 }
 270                 len -= ret;
 271                 buf += ret;
 272         }
 273
 274         close(fd);
 275         log_err("       %s data dumped as %s\n", type, fname);
 276         free(ptr);
 277 }
 278
 279 /*
 280  * Dump the contents of the read block and re-generate the correct data
 281  * and dump that too.
 282  */
 283 static void dump_verify_buffers(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 284 {
 285         struct thread_data *td = vc->td;
 286         struct io_u *io_u = vc->io_u;
 287         unsigned long hdr_offset;
 288         struct io_u dummy;
 289         void *buf;
 290
 291         if (!td->o.verify_dump)
 292                 return;
 293
 294         /*
 295          * Dump the contents we just read off disk
 296          */
 297         hdr_offset = vc->hdr_num * hdr->len;
 298
 299         dump_buf(io_u->buf + hdr_offset, hdr->len, io_u->offset + hdr_offset,
 300                         "received", vc->io_u->file);
 301
 302         /*
 303          * Allocate a new buf and re-generate the original data
 304          */
 305         buf = malloc(io_u->buflen);
 306         dummy = *io_u;
 307         dummy.buf = buf;
 308         dummy.rand_seed = hdr->rand_seed;
 309         dummy.buf_filled_len = 0;
 310         dummy.buflen = io_u->buflen;
 311
 312         fill_pattern_headers(td, &dummy, hdr->rand_seed, 1);
 313
 314         dump_buf(buf + hdr_offset, hdr->len, io_u->offset + hdr_offset,
 315                         "expected", vc->io_u->file);
 316         free(buf);
 317 }
 318
 319 static void log_verify_failure(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 320 {
 321         unsigned long long offset;
 322
 323         offset = vc->io_u->offset;
 324         offset += vc->hdr_num * hdr->len;
 325         log_err("%.8s: verify failed at file %s offset %llu, length %u\n",
 326                         vc->name, vc->io_u->file->file_name, offset, hdr->len);
 327
 328         if (vc->good_crc && vc->bad_crc) {
 329                 log_err("       Expected CRC: ");
 330                 hexdump(vc->good_crc, vc->crc_len);
 331                 log_err("       Received CRC: ");
 332                 hexdump(vc->bad_crc, vc->crc_len);
 333         }
 334
 335         dump_verify_buffers(hdr, vc);
 336 }
 337
 338 /*
 339  * Return data area 'header_num'
 340  */
 341 static inline void *io_u_verify_off(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 342 {
 343         return vc->io_u->buf + vc->hdr_num * hdr->len + hdr_size(hdr);
 344 }
 345
 346 static int verify_io_u_pattern(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 347 {
 348         struct thread_data *td = vc->td;
 349         struct io_u *io_u = vc->io_u;
 350         char *buf, *pattern;
 351         unsigned int header_size = __hdr_size(td->o.verify);
 352         unsigned int len, mod, i, size, pattern_size;
 353
 354         pattern = td->o.verify_pattern;
 355         pattern_size = td->o.verify_pattern_bytes;
 356         if (pattern_size <= 1)
 357                 pattern_size = MAX_PATTERN_SIZE;
 358         buf = (void *) hdr + header_size;
 359         len = get_hdr_inc(td, io_u) - header_size;
 360         mod = header_size % pattern_size;
 361
 362         for (i = 0; i < len; i += size) {
 363                 size = pattern_size - mod;
 364                 if (size > (len - i))
 365                         size = len - i;
 366                 if (memcmp(buf + i, pattern + mod, size))
 367                         /* Let the slow compare find the first mismatch byte. */
 368                         break;
 369                 mod = 0;
 370         }
 371
 372         for (; i < len; i++) {
 373                 if (buf[i] != pattern[mod]) {
 374                         unsigned int bits;
 375
 376                         bits = hweight8(buf[i] ^ pattern[mod]);
 377                         log_err("fio: got pattern %x, wanted %x. Bad bits %d\n",
 378                                 buf[i], pattern[mod], bits);
 379                         log_err("fio: bad pattern block offset %u\n", i);
 380                         dump_verify_buffers(hdr, vc);
 381                         return EILSEQ;
 382                 }
 383                 mod++;
 384                 if (mod == td->o.verify_pattern_bytes)
 385                         mod = 0;
 386         }
 387
 388         return 0;
 389 }
 390
 391 static int verify_io_u_meta(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 392 {
 393         struct thread_data *td = vc->td;
 394         struct vhdr_meta *vh = hdr_priv(hdr);
 395         struct io_u *io_u = vc->io_u;
 396         int ret = EILSEQ;
 397
 398         dprint(FD_VERIFY, "meta verify io_u %p, len %u\n", io_u, hdr->len);
 399
 400         if (vh->offset == io_u->offset + vc->hdr_num * td->o.verify_interval)
 401                 ret = 0;
 402
 403         if (td->o.verify_pattern_bytes)
 404                 ret |= verify_io_u_pattern(hdr, vc);
 405
 406         /*
 407          * For read-only workloads, the program cannot be certain of the
 408          * last numberio written to a block. Checking of numberio will be done
 409          * only for workloads that write data.
 410          * For verify_only, numberio will be checked in the last iteration when
 411          * the correct state of numberio, that would have been written to each
 412          * block in a previous run of fio, has been reached.
 413          */
 414         if (td_write(td) || td_rw(td))
 415                 if (!td->o.verify_only || td->o.loops == 0)
 416                         if (vh->numberio != io_u->numberio)
 417                                 ret = EILSEQ;
 418
 419         if (!ret)
 420                 return 0;
 421
 422         vc->name = "meta";
 423         log_verify_failure(hdr, vc);
 424         return ret;
 425 }
 426
 427 static int verify_io_u_xxhash(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 428 {
 429         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 430         struct vhdr_xxhash *vh = hdr_priv(hdr);
 431         uint32_t hash;
 432         void *state;
 433
 434         dprint(FD_VERIFY, "xxhash verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 435
 436         state = XXH32_init(1);
 437         XXH32_update(state, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 438         hash = XXH32_digest(state);
 439
 440         if (vh->hash == hash)
 441                 return 0;
 442
 443         vc->name = "xxhash";
 444         vc->good_crc = &vh->hash;
 445         vc->bad_crc = &hash;
 446         vc->crc_len = sizeof(hash);
 447         log_verify_failure(hdr, vc);
 448         return EILSEQ;
 449 }
 450
 451 static int verify_io_u_sha512(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 452 {
 453         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 454         struct vhdr_sha512 *vh = hdr_priv(hdr);
 455         uint8_t sha512[128];
 456         struct fio_sha512_ctx sha512_ctx = {
 457                 .buf = sha512,
 458         };
 459
 460         dprint(FD_VERIFY, "sha512 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 461
 462         fio_sha512_init(&sha512_ctx);
 463         fio_sha512_update(&sha512_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 464
 465         if (!memcmp(vh->sha512, sha512_ctx.buf, sizeof(sha512)))
 466                 return 0;
 467
 468         vc->name = "sha512";
 469         vc->good_crc = vh->sha512;
 470         vc->bad_crc = sha512_ctx.buf;
 471         vc->crc_len = sizeof(vh->sha512);
 472         log_verify_failure(hdr, vc);
 473         return EILSEQ;
 474 }
 475
 476 static int verify_io_u_sha256(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 477 {
 478         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 479         struct vhdr_sha256 *vh = hdr_priv(hdr);
 480         uint8_t sha256[64];
 481         struct fio_sha256_ctx sha256_ctx = {
 482                 .buf = sha256,
 483         };
 484
 485         dprint(FD_VERIFY, "sha256 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 486
 487         fio_sha256_init(&sha256_ctx);
 488         fio_sha256_update(&sha256_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 489
 490         if (!memcmp(vh->sha256, sha256_ctx.buf, sizeof(sha256)))
 491                 return 0;
 492
 493         vc->name = "sha256";
 494         vc->good_crc = vh->sha256;
 495         vc->bad_crc = sha256_ctx.buf;
 496         vc->crc_len = sizeof(vh->sha256);
 497         log_verify_failure(hdr, vc);
 498         return EILSEQ;
 499 }
 500
 501 static int verify_io_u_sha1(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 502 {
 503         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 504         struct vhdr_sha1 *vh = hdr_priv(hdr);
 505         uint32_t sha1[5];
 506         struct fio_sha1_ctx sha1_ctx = {
 507                 .H = sha1,
 508         };
 509
 510         dprint(FD_VERIFY, "sha1 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 511
 512         fio_sha1_init(&sha1_ctx);
 513         fio_sha1_update(&sha1_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 514
 515         if (!memcmp(vh->sha1, sha1_ctx.H, sizeof(sha1)))
 516                 return 0;
 517
 518         vc->name = "sha1";
 519         vc->good_crc = vh->sha1;
 520         vc->bad_crc = sha1_ctx.H;
 521         vc->crc_len = sizeof(vh->sha1);
 522         log_verify_failure(hdr, vc);
 523         return EILSEQ;
 524 }
 525
 526 static int verify_io_u_crc7(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 527 {
 528         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 529         struct vhdr_crc7 *vh = hdr_priv(hdr);
 530         unsigned char c;
 531
 532         dprint(FD_VERIFY, "crc7 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 533
 534         c = fio_crc7(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 535
 536         if (c == vh->crc7)
 537                 return 0;
 538
 539         vc->name = "crc7";
 540         vc->good_crc = &vh->crc7;
 541         vc->bad_crc = &c;
 542         vc->crc_len = 1;
 543         log_verify_failure(hdr, vc);
 544         return EILSEQ;
 545 }
 546
 547 static int verify_io_u_crc16(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 548 {
 549         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 550         struct vhdr_crc16 *vh = hdr_priv(hdr);
 551         unsigned short c;
 552
 553         dprint(FD_VERIFY, "crc16 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 554
 555         c = fio_crc16(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 556
 557         if (c == vh->crc16)
 558                 return 0;
 559
 560         vc->name = "crc16";
 561         vc->good_crc = &vh->crc16;
 562         vc->bad_crc = &c;
 563         vc->crc_len = 2;
 564         log_verify_failure(hdr, vc);
 565         return EILSEQ;
 566 }
 567
 568 static int verify_io_u_crc64(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 569 {
 570         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 571         struct vhdr_crc64 *vh = hdr_priv(hdr);
 572         unsigned long long c;
 573
 574         dprint(FD_VERIFY, "crc64 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 575
 576         c = fio_crc64(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 577
 578         if (c == vh->crc64)
 579                 return 0;
 580
 581         vc->name = "crc64";
 582         vc->good_crc = &vh->crc64;
 583         vc->bad_crc = &c;
 584         vc->crc_len = 8;
 585         log_verify_failure(hdr, vc);
 586         return EILSEQ;
 587 }
 588
 589 static int verify_io_u_crc32(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 590 {
 591         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 592         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
 593         uint32_t c;
 594
 595         dprint(FD_VERIFY, "crc32 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 596
 597         c = fio_crc32(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 598
 599         if (c == vh->crc32)
 600                 return 0;
 601
 602         vc->name = "crc32";
 603         vc->good_crc = &vh->crc32;
 604         vc->bad_crc = &c;
 605         vc->crc_len = 4;
 606         log_verify_failure(hdr, vc);
 607         return EILSEQ;
 608 }
 609
 610 static int verify_io_u_crc32c(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 611 {
 612         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 613         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
 614         uint32_t c;
 615
 616         dprint(FD_VERIFY, "crc32c verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 617
 618         c = fio_crc32c(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 619
 620         if (c == vh->crc32)
 621                 return 0;
 622
 623         vc->name = "crc32c";
 624         vc->good_crc = &vh->crc32;
 625         vc->bad_crc = &c;
 626         vc->crc_len = 4;
 627         log_verify_failure(hdr, vc);
 628         return EILSEQ;
 629 }
 630
 631 static int verify_io_u_md5(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 632 {
 633         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 634         struct vhdr_md5 *vh = hdr_priv(hdr);
 635         uint32_t hash[MD5_HASH_WORDS];
 636         struct fio_md5_ctx md5_ctx = {
 637                 .hash = hash,
 638         };
 639
 640         dprint(FD_VERIFY, "md5 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 641
 642         fio_md5_init(&md5_ctx);
 643         fio_md5_update(&md5_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 644
 645         if (!memcmp(vh->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(hash)))
 646                 return 0;
 647
 648         vc->name = "md5";
 649         vc->good_crc = vh->md5_digest;
 650         vc->bad_crc = md5_ctx.hash;
 651         vc->crc_len = sizeof(hash);
 652         log_verify_failure(hdr, vc);
 653         return EILSEQ;
 654 }
 655
 656 /*
 657  * Push IO verification to a separate thread
 658  */
 659 int verify_io_u_async(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 660 {
 661         if (io_u->file)
 662                 put_file_log(td, io_u->file);
 663
 664         pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
 665
 666         if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 667                 td->cur_depth--;
 668                 io_u->flags &= ~IO_U_F_IN_CUR_DEPTH;
 669         }
 670         flist_add_tail(&io_u->verify_list, &td->verify_list);
 671         io_u->flags |= IO_U_F_FREE_DEF;
 672         pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
 673
 674         pthread_cond_signal(&td->verify_cond);
 675         return 0;
 676 }
 677
 678 static int verify_trimmed_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 679 {
 680         static char zero_buf[1024];
 681         unsigned int this_len, len;
 682         int ret = 0;
 683         void *p;
 684
 685         if (!td->o.trim_zero)
 686                 return 0;
 687
 688         len = io_u->buflen;
 689         p = io_u->buf;
 690         do {
 691                 this_len = sizeof(zero_buf);
 692                 if (this_len > len)
 693                         this_len = len;
 694                 if (memcmp(p, zero_buf, this_len)) {
 695                         ret = EILSEQ;
 696                         break;
 697                 }
 698                 len -= this_len;
 699                 p += this_len;
 700         } while (len);
 701
 702         if (!ret)
 703                 return 0;
 704
 705         log_err("trim: verify failed at file %s offset %llu, length %lu"
 706                 ", block offset %lu\n",
 707                         io_u->file->file_name, io_u->offset, io_u->buflen,
 708                         (unsigned long) (p - io_u->buf));
 709         return ret;
 710 }
 711
 712 static int verify_header(struct io_u *io_u, struct verify_header *hdr,
 713                          unsigned int hdr_num, unsigned int hdr_len)
 714 {
 715         void *p = hdr;
 716         uint32_t crc;
 717
 718         if (hdr->magic != FIO_HDR_MAGIC) {
 719                 log_err("verify: bad magic header %x, wanted %x",
 720                         hdr->magic, FIO_HDR_MAGIC);
 721                 goto err;
 722         }
 723         if (hdr->len != hdr_len) {
 724                 log_err("verify: bad header length %u, wanted %u",
 725                         hdr->len, hdr_len);
 726                 goto err;
 727         }
 728         if (hdr->rand_seed != io_u->rand_seed) {
 729                 log_err("verify: bad header rand_seed %"PRIu64
 730                         ", wanted %"PRIu64,
 731                         hdr->rand_seed, io_u->rand_seed);
 732                 goto err;
 733         }
 734
 735         crc = fio_crc32c(p, offsetof(struct verify_header, crc32));
 736         if (crc != hdr->crc32) {
 737                 log_err("verify: bad header crc %x, calculated %x",
 738                         hdr->crc32, crc);
 739                 goto err;
 740         }
 741         return 0;
 742
 743 err:
 744         log_err(" at file %s offset %llu, length %u\n",
 745                 io_u->file->file_name,
 746                 io_u->offset + hdr_num * hdr_len, hdr_len);
 747         return EILSEQ;
 748 }
 749
 750 int verify_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 751 {
 752         struct verify_header *hdr;
 753         unsigned int header_size, hdr_inc, hdr_num = 0;
 754         void *p;
 755         int ret;
 756
 757         if (td->o.verify == VERIFY_NULL || io_u->ddir != DDIR_READ)
 758                 return 0;
 759         if (io_u->flags & IO_U_F_TRIMMED) {
 760                 ret = verify_trimmed_io_u(td, io_u);
 761                 goto done;
 762         }
 763
 764         hdr_inc = get_hdr_inc(td, io_u);
 765
 766         ret = 0;
 767         for (p = io_u->buf; p < io_u->buf + io_u->buflen;
 768              p += hdr_inc, hdr_num++) {
 769                 struct vcont vc = {
 770                         .io_u           = io_u,
 771                         .hdr_num        = hdr_num,
 772                         .td             = td,
 773                 };
 774                 unsigned int verify_type;
 775
 776                 if (ret && td->o.verify_fatal)
 777                         break;
 778
 779                 header_size = __hdr_size(td->o.verify);
 780                 if (td->o.verify_offset)
 781                         memswp(p, p + td->o.verify_offset, header_size);
 782                 hdr = p;
 783
 784                 /*
 785                  * Make rand_seed check pass when have verifysort or
 786                  * verify_backlog.
 787                  */
 788                 if (td->o.verifysort || (td->flags & TD_F_VER_BACKLOG))
 789                         io_u->rand_seed = hdr->rand_seed;
 790
 791                 ret = verify_header(io_u, hdr, hdr_num, hdr_inc);
 792                 if (ret)
 793                         return ret;
 794
 795                 if (td->o.verify != VERIFY_NONE)
 796                         verify_type = td->o.verify;
 797                 else
 798                         verify_type = hdr->verify_type;
 799
 800                 switch (verify_type) {
 801                 case VERIFY_MD5:
 802                         ret = verify_io_u_md5(hdr, &vc);
 803                         break;
 804                 case VERIFY_CRC64:
 805                         ret = verify_io_u_crc64(hdr, &vc);
 806                         break;
 807                 case VERIFY_CRC32C:
 808                 case VERIFY_CRC32C_INTEL:
 809                         ret = verify_io_u_crc32c(hdr, &vc);
 810                         break;
 811                 case VERIFY_CRC32:
 812                         ret = verify_io_u_crc32(hdr, &vc);
 813                         break;
 814                 case VERIFY_CRC16:
 815                         ret = verify_io_u_crc16(hdr, &vc);
 816                         break;
 817                 case VERIFY_CRC7:
 818                         ret = verify_io_u_crc7(hdr, &vc);
 819                         break;
 820                 case VERIFY_SHA256:
 821                         ret = verify_io_u_sha256(hdr, &vc);
 822                         break;
 823                 case VERIFY_SHA512:
 824                         ret = verify_io_u_sha512(hdr, &vc);
 825                         break;
 826                 case VERIFY_XXHASH:
 827                         ret = verify_io_u_xxhash(hdr, &vc);
 828                         break;
 829                 case VERIFY_META:
 830                         ret = verify_io_u_meta(hdr, &vc);
 831                         break;
 832                 case VERIFY_SHA1:
 833                         ret = verify_io_u_sha1(hdr, &vc);
 834                         break;
 835                 case VERIFY_PATTERN:
 836                         ret = verify_io_u_pattern(hdr, &vc);
 837                         break;
 838                 default:
 839                         log_err("Bad verify type %u\n", hdr->verify_type);
 840                         ret = EINVAL;
 841                 }
 842
 843                 if (ret && verify_type != hdr->verify_type)
 844                         log_err("fio: verify type mismatch (%u media, %u given)\n",
 845                                         hdr->verify_type, verify_type);
 846         }
 847
 848 done:
 849         if (ret && td->o.verify_fatal)
 850                 td->terminate = 1;
 851
 852         return ret;
 853 }
 854
 855 static void fill_meta(struct verify_header *hdr, struct thread_data *td,
 856                       struct io_u *io_u, unsigned int header_num)
 857 {
 858         struct vhdr_meta *vh = hdr_priv(hdr);
 859
 860         vh->thread = td->thread_number;
 861
 862         vh->time_sec = io_u->start_time.tv_sec;
 863         vh->time_usec = io_u->start_time.tv_usec;
 864
 865         vh->numberio = io_u->numberio;
 866
 867         vh->offset = io_u->offset + header_num * td->o.verify_interval;
 868 }
 869
 870 static void fill_xxhash(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 871 {
 872         struct vhdr_xxhash *vh = hdr_priv(hdr);
 873         void *state;
 874
 875         state = XXH32_init(1);
 876         XXH32_update(state, p, len);
 877         vh->hash = XXH32_digest(state);
 878 }
 879
 880 static void fill_sha512(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 881 {
 882         struct vhdr_sha512 *vh = hdr_priv(hdr);
 883         struct fio_sha512_ctx sha512_ctx = {
 884                 .buf = vh->sha512,
 885         };
 886
 887         fio_sha512_init(&sha512_ctx);
 888         fio_sha512_update(&sha512_ctx, p, len);
 889 }
 890
 891 static void fill_sha256(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 892 {
 893         struct vhdr_sha256 *vh = hdr_priv(hdr);
 894         struct fio_sha256_ctx sha256_ctx = {
 895                 .buf = vh->sha256,
 896         };
 897
 898         fio_sha256_init(&sha256_ctx);
 899         fio_sha256_update(&sha256_ctx, p, len);
 900 }
 901
 902 static void fill_sha1(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 903 {
 904         struct vhdr_sha1 *vh = hdr_priv(hdr);
 905         struct fio_sha1_ctx sha1_ctx = {
 906                 .H = vh->sha1,
 907         };
 908
 909         fio_sha1_init(&sha1_ctx);
 910         fio_sha1_update(&sha1_ctx, p, len);
 911 }
 912
 913 static void fill_crc7(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 914 {
 915         struct vhdr_crc7 *vh = hdr_priv(hdr);
 916
 917         vh->crc7 = fio_crc7(p, len);
 918 }
 919
 920 static void fill_crc16(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 921 {
 922         struct vhdr_crc16 *vh = hdr_priv(hdr);
 923
 924         vh->crc16 = fio_crc16(p, len);
 925 }
 926
 927 static void fill_crc32(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 928 {
 929         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
 930
 931         vh->crc32 = fio_crc32(p, len);
 932 }
 933
 934 static void fill_crc32c(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 935 {
 936         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
 937
 938         vh->crc32 = fio_crc32c(p, len);
 939 }
 940
 941 static void fill_crc64(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 942 {
 943         struct vhdr_crc64 *vh = hdr_priv(hdr);
 944
 945         vh->crc64 = fio_crc64(p, len);
 946 }
 947
 948 static void fill_md5(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 949 {
 950         struct vhdr_md5 *vh = hdr_priv(hdr);
 951         struct fio_md5_ctx md5_ctx = {
 952                 .hash = (uint32_t *) vh->md5_digest,
 953         };
 954
 955         fio_md5_init(&md5_ctx);
 956         fio_md5_update(&md5_ctx, p, len);
 957 }
 958
 959 static void populate_hdr(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 960                          struct verify_header *hdr, unsigned int header_num,
 961                          unsigned int header_len)
 962 {
 963         unsigned int data_len;
 964         void *data, *p;
 965
 966         p = (void *) hdr;
 967
 968         hdr->magic = FIO_HDR_MAGIC;
 969         hdr->verify_type = td->o.verify;
 970         hdr->len = header_len;
 971         hdr->rand_seed = io_u->rand_seed;
 972         hdr->crc32 = fio_crc32c(p, offsetof(struct verify_header, crc32));
 973
 974         data_len = header_len - hdr_size(hdr);
 975
 976         data = p + hdr_size(hdr);
 977         switch (td->o.verify) {
 978         case VERIFY_MD5:
 979                 dprint(FD_VERIFY, "fill md5 io_u %p, len %u\n",
 980                                                 io_u, hdr->len);
 981                 fill_md5(hdr, data, data_len);
 982                 break;
 983         case VERIFY_CRC64:
 984                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc64 io_u %p, len %u\n",
 985                                                 io_u, hdr->len);
 986                 fill_crc64(hdr, data, data_len);
 987                 break;
 988         case VERIFY_CRC32C:
 989         case VERIFY_CRC32C_INTEL:
 990                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc32c io_u %p, len %u\n",
 991                                                 io_u, hdr->len);
 992                 fill_crc32c(hdr, data, data_len);
 993                 break;
 994         case VERIFY_CRC32:
 995                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc32 io_u %p, len %u\n",
 996                                                 io_u, hdr->len);
 997                 fill_crc32(hdr, data, data_len);
 998                 break;
 999         case VERIFY_CRC16:
1000                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc16 io_u %p, len %u\n",
1001                                                 io_u, hdr->len);
1002                 fill_crc16(hdr, data, data_len);
1003                 break;
1004         case VERIFY_CRC7:
1005                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc7 io_u %p, len %u\n",
1006                                                 io_u, hdr->len);
1007                 fill_crc7(hdr, data, data_len);
1008                 break;
1009         case VERIFY_SHA256:
1010                 dprint(FD_VERIFY, "fill sha256 io_u %p, len %u\n",
1011                                                 io_u, hdr->len);
1012                 fill_sha256(hdr, data, data_len);
1013                 break;
1014         case VERIFY_SHA512:
1015                 dprint(FD_VERIFY, "fill sha512 io_u %p, len %u\n",
1016                                                 io_u, hdr->len);
1017                 fill_sha512(hdr, data, data_len);
1018                 break;
1019         case VERIFY_XXHASH:
1020                 dprint(FD_VERIFY, "fill xxhash io_u %p, len %u\n",
1021                                                 io_u, hdr->len);
1022                 fill_xxhash(hdr, data, data_len);
1023                 break;
1024         case VERIFY_META:
1025                 dprint(FD_VERIFY, "fill meta io_u %p, len %u\n",
1026                                                 io_u, hdr->len);
1027                 fill_meta(hdr, td, io_u, header_num);
1028                 break;
1029         case VERIFY_SHA1:
1030                 dprint(FD_VERIFY, "fill sha1 io_u %p, len %u\n",
1031                                                 io_u, hdr->len);
1032                 fill_sha1(hdr, data, data_len);
1033                 break;
1034         case VERIFY_PATTERN:
1035                 /* nothing to do here */
1036                 break;
1037         default:
1038                 log_err("fio: bad verify type: %d\n", td->o.verify);
1039                 assert(0);
1040         }
1041         if (td->o.verify_offset)
1042                 memswp(p, p + td->o.verify_offset, hdr_size(hdr));
1043 }
1044
1045 /*
1046  * fill body of io_u->buf with random data and add a header with the
1047  * checksum of choice
1048  */
1049 void populate_verify_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1050 {
1051         if (td->o.verify == VERIFY_NULL)
1052                 return;
1053
1054         io_u->numberio = td->io_issues[io_u->ddir];
1055
1056         fill_pattern_headers(td, io_u, 0, 0);
1057 }
1058
1059 int get_next_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1060 {
1061         struct io_piece *ipo = NULL;
1062
1063         /*
1064          * this io_u is from a requeue, we already filled the offsets
1065          */
1066         if (io_u->file)
1067                 return 0;
1068
1069         if (!RB_EMPTY_ROOT(&td->io_hist_tree)) {
1070                 struct rb_node *n = rb_first(&td->io_hist_tree);
1071
1072                 ipo = rb_entry(n, struct io_piece, rb_node);
1073
1074                 /*
1075                  * Ensure that the associated IO has completed
1076                  */
1077                 read_barrier();
1078                 if (ipo->flags & IP_F_IN_FLIGHT)
1079                         goto nothing;
1080
1081                 rb_erase(n, &td->io_hist_tree);
1082                 assert(ipo->flags & IP_F_ONRB);
1083                 ipo->flags &= ~IP_F_ONRB;
1084         } else if (!flist_empty(&td->io_hist_list)) {
1085                 ipo = flist_entry(td->io_hist_list.next, struct io_piece, list);
1086
1087                 /*
1088                  * Ensure that the associated IO has completed
1089                  */
1090                 read_barrier();
1091                 if (ipo->flags & IP_F_IN_FLIGHT)
1092                         goto nothing;
1093
1094                 flist_del(&ipo->list);
1095                 assert(ipo->flags & IP_F_ONLIST);
1096                 ipo->flags &= ~IP_F_ONLIST;
1097         }
1098
1099         if (ipo) {
1100                 td->io_hist_len--;
1101
1102                 io_u->offset = ipo->offset;
1103                 io_u->buflen = ipo->len;
1104                 io_u->numberio = ipo->numberio;
1105                 io_u->file = ipo->file;
1106                 io_u->flags |= IO_U_F_VER_LIST;
1107
1108                 if (ipo->flags & IP_F_TRIMMED)
1109                         io_u->flags |= IO_U_F_TRIMMED;
1110
1111                 if (!fio_file_open(io_u->file)) {
1112                         int r = td_io_open_file(td, io_u->file);
1113
1114                         if (r) {
1115                                 dprint(FD_VERIFY, "failed file %s open\n",
1116                                                 io_u->file->file_name);
1117                                 return 1;
1118                         }
1119                 }
1120
1121                 get_file(ipo->file);
1122                 assert(fio_file_open(io_u->file));
1123                 io_u->ddir = DDIR_READ;
1124                 io_u->xfer_buf = io_u->buf;
1125                 io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
1126
1127                 remove_trim_entry(td, ipo);
1128                 free(ipo);
1129                 dprint(FD_VERIFY, "get_next_verify: ret io_u %p\n", io_u);
1130
1131                 if (!td->o.verify_pattern_bytes) {
1132                         io_u->rand_seed = __rand(&td->__verify_state);
1133                         if (sizeof(int) != sizeof(long *))
1134                                 io_u->rand_seed *= __rand(&td->__verify_state);
1135                 }
1136                 return 0;
1137         }
1138
1139 nothing:
1140         dprint(FD_VERIFY, "get_next_verify: empty\n");
1141         return 1;
1142 }
1143
1144 void fio_verify_init(struct thread_data *td)
1145 {
1146         if (td->o.verify == VERIFY_CRC32C_INTEL ||
1147             td->o.verify == VERIFY_CRC32C) {
1148                 crc32c_intel_probe();
1149         }
1150 }
1151
1152 static void *verify_async_thread(void *data)
1153 {
1154         struct thread_data *td = data;
1155         struct io_u *io_u;
1156         int ret = 0;
1157
1158         if (td->o.verify_cpumask_set &&
1159             fio_setaffinity(td->pid, td->o.verify_cpumask)) {
1160                 log_err("fio: failed setting verify thread affinity\n");
1161                 goto done;
1162         }
1163
1164         do {
1165                 FLIST_HEAD(list);
1166
1167                 read_barrier();
1168                 if (td->verify_thread_exit)
1169                         break;
1170
1171                 pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
1172
1173                 while (flist_empty(&td->verify_list) &&
1174                        !td->verify_thread_exit) {
1175                         ret = pthread_cond_wait(&td->verify_cond,
1176                                                         &td->io_u_lock);
1177                         if (ret) {
1178                                 pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1179                                 break;
1180                         }
1181                 }
1182
1183                 flist_splice_init(&td->verify_list, &list);
1184                 pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1185
1186                 if (flist_empty(&list))
1187                         continue;
1188
1189                 while (!flist_empty(&list)) {
1190                         io_u = flist_entry(list.next, struct io_u, verify_list);
1191                         flist_del(&io_u->verify_list);
1192
1193                         ret = verify_io_u(td, io_u);
1194                         put_io_u(td, io_u);
1195                         if (!ret)
1196                                 continue;
1197                         if (td_non_fatal_error(td, ERROR_TYPE_VERIFY_BIT, ret)) {
1198                                 update_error_count(td, ret);
1199                                 td_clear_error(td);
1200                                 ret = 0;
1201                         }
1202                 }
1203         } while (!ret);
1204
1205         if (ret) {
1206                 td_verror(td, ret, "async_verify");
1207                 if (td->o.verify_fatal)
1208                         td->terminate = 1;
1209         }
1210
1211 done:
1212         pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
1213         td->nr_verify_threads--;
1214         pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1215
1216         pthread_cond_signal(&td->free_cond);
1217         return NULL;
1218 }
1219
1220 int verify_async_init(struct thread_data *td)
1221 {
1222         int i, ret;
1223         pthread_attr_t attr;
1224
1225         pthread_attr_init(&attr);
1226         pthread_attr_setstacksize(&attr, PTHREAD_STACK_MIN);
1227
1228         td->verify_thread_exit = 0;
1229
1230         td->verify_threads = malloc(sizeof(pthread_t) * td->o.verify_async);
1231         for (i = 0; i < td->o.verify_async; i++) {
1232                 ret = pthread_create(&td->verify_threads[i], &attr,
1233                                         verify_async_thread, td);
1234                 if (ret) {
1235                         log_err("fio: async verify creation failed: %s\n",
1236                                         strerror(ret));
1237                         break;
1238                 }
1239                 ret = pthread_detach(td->verify_threads[i]);
1240                 if (ret) {
1241                         log_err("fio: async verify thread detach failed: %s\n",
1242                                         strerror(ret));
1243                         break;
1244                 }
1245                 td->nr_verify_threads++;
1246         }
1247
1248         pthread_attr_destroy(&attr);
1249
1250         if (i != td->o.verify_async) {
1251                 log_err("fio: only %d verify threads started, exiting\n", i);
1252                 td->verify_thread_exit = 1;
1253                 write_barrier();
1254                 pthread_cond_broadcast(&td->verify_cond);
1255                 return 1;
1256         }
1257
1258         return 0;
1259 }
1260
1261 void verify_async_exit(struct thread_data *td)
1262 {
1263         td->verify_thread_exit = 1;
1264         write_barrier();
1265         pthread_cond_broadcast(&td->verify_cond);
1266
1267         pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
1268
1269         while (td->nr_verify_threads)
1270                 pthread_cond_wait(&td->free_cond, &td->io_u_lock);
1271
1272         pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1273         free(td->verify_threads);
1274         td->verify_threads = NULL;
1275 }