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 "smalloc.h"
  14 #include "trim.h"
  15 #include "lib/rand.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
  27 static void populate_hdr(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
  28                          struct verify_header *hdr, unsigned int header_num,
  29                          unsigned int header_len);
  30
  31 void fill_pattern(struct thread_data *td, void *p, unsigned int len, struct io_u *io_u, unsigned long seed, int use_seed)
  32 {
  33         switch (td->o.verify_pattern_bytes) {
  34         case 0:
  35                 dprint(FD_VERIFY, "fill random bytes len=%u\n", len);
  36                 if (use_seed)
  37                         __fill_random_buf(p, len, seed);
  38                 else
  39                         io_u->rand_seed = fill_random_buf(p, len);
  40                 break;
  41         case 1:
  42                 /*
  43                  * See below write barrier comment
  44                  */
  45 #if 0
  46                 read_barrier();
  47                 if (io_u->buf_filled_len >= len) {
  48                         dprint(FD_VERIFY, "using already filled verify pattern b=0 len=%u\n", len);
  49                         return;
  50                 }
  51 #endif
  52                 dprint(FD_VERIFY, "fill verify pattern b=0 len=%u\n", len);
  53                 memset(p, td->o.verify_pattern[0], len);
  54                 /*
  55                  * We need to ensure that the pattern stores are seen before
  56                  * the fill length store, or we could observe headers that
  57                  * aren't valid to the extent notified by the fill length
  58                  */
  59                 write_barrier();
  60                 io_u->buf_filled_len = len;
  61                 break;
  62         default: {
  63                 unsigned int i = 0, size = 0;
  64                 unsigned char *b = p;
  65
  66 #if 0
  67                 read_barrier();
  68                 if (io_u->buf_filled_len >= len) {
  69                         dprint(FD_VERIFY, "using already filled verify pattern b=%d len=%u\n",
  70                                         td->o.verify_pattern_bytes, len);
  71                         return;
  72                 }
  73 #endif
  74                 dprint(FD_VERIFY, "fill verify pattern b=%d len=%u\n",
  75                                         td->o.verify_pattern_bytes, len);
  76
  77                 while (i < len) {
  78                         size = td->o.verify_pattern_bytes;
  79                         if (size > (len - i))
  80                                 size = len - i;
  81                         memcpy(b+i, td->o.verify_pattern, size);
  82                         i += size;
  83                 }
  84                 write_barrier();
  85                 io_u->buf_filled_len = len;
  86                 break;
  87                 }
  88         }
  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)
  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_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 seperation 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_META:
 177                 len = sizeof(struct vhdr_meta);
 178                 break;
 179         case VERIFY_SHA1:
 180                 len = sizeof(struct vhdr_sha1);
 181                 break;
 182         default:
 183                 log_err("fio: unknown verify header!\n");
 184                 assert(0);
 185         }
 186
 187         return len + sizeof(struct verify_header);
 188 }
 189
 190 static inline unsigned int hdr_size(struct verify_header *hdr)
 191 {
 192         return __hdr_size(hdr->verify_type);
 193 }
 194
 195 static void *hdr_priv(struct verify_header *hdr)
 196 {
 197         void *priv = hdr;
 198
 199         return priv + sizeof(struct verify_header);
 200 }
 201
 202 /*
 203  * Verify container, pass info to verify handlers and allow them to
 204  * pass info back in case of error
 205  */
 206 struct vcont {
 207         /*
 208          * Input
 209          */
 210         struct io_u *io_u;
 211         unsigned int hdr_num;
 212         struct thread_data *td;
 213
 214         /*
 215          * Output, only valid in case of error
 216          */
 217         const char *name;
 218         void *good_crc;
 219         void *bad_crc;
 220         unsigned int crc_len;
 221 };
 222
 223 static void dump_buf(char *buf, unsigned int len, unsigned long long offset,
 224                      const char *type, struct fio_file *f)
 225 {
 226         char *ptr, fname[256];
 227         int ret, fd;
 228
 229         ptr = strdup(f->file_name);
 230         strcpy(fname, basename(ptr));
 231
 232         sprintf(fname + strlen(fname), ".%llu.%s", offset, type);
 233
 234         fd = open(fname, O_CREAT | O_TRUNC | O_WRONLY, 0644);
 235         if (fd < 0) {
 236                 perror("open verify buf file");
 237                 return;
 238         }
 239
 240         while (len) {
 241                 ret = write(fd, buf, len);
 242                 if (!ret)
 243                         break;
 244                 else if (ret < 0) {
 245                         perror("write verify buf file");
 246                         break;
 247                 }
 248                 len -= ret;
 249                 buf += ret;
 250         }
 251
 252         close(fd);
 253         log_err("       %s data dumped as %s\n", type, fname);
 254         free(ptr);
 255 }
 256
 257 /*
 258  * Dump the contents of the read block and re-generate the correct data
 259  * and dump that too.
 260  */
 261 static void dump_verify_buffers(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 262 {
 263         struct thread_data *td = vc->td;
 264         struct io_u *io_u = vc->io_u;
 265         unsigned long hdr_offset;
 266         struct io_u dummy;
 267         void *buf;
 268
 269         /*
 270          * Dump the contents we just read off disk
 271          */
 272         hdr_offset = vc->hdr_num * hdr->len;
 273
 274         dump_buf(io_u->buf + hdr_offset, hdr->len, io_u->offset + hdr_offset,
 275                         "received", vc->io_u->file);
 276
 277         /*
 278          * Allocate a new buf and re-generate the original data
 279          */
 280         buf = malloc(io_u->buflen);
 281         dummy = *io_u;
 282         dummy.buf = buf;
 283         dummy.rand_seed = hdr->rand_seed;
 284         dummy.buf_filled_len = 0;
 285
 286         fill_pattern_headers(td, &dummy, hdr->rand_seed, 1);
 287
 288         dump_buf(buf + hdr_offset, hdr->len, io_u->offset + hdr_offset,
 289                         "expected", vc->io_u->file);
 290         free(buf);
 291 }
 292
 293 static void log_verify_failure(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 294 {
 295         unsigned long long offset;
 296
 297         offset = vc->io_u->offset;
 298         offset += vc->hdr_num * hdr->len;
 299         log_err("%.8s: verify failed at file %s offset %llu, length %u\n",
 300                         vc->name, vc->io_u->file->file_name, offset, hdr->len);
 301
 302         if (vc->good_crc && vc->bad_crc) {
 303                 log_err("       Expected CRC: ");
 304                 hexdump(vc->good_crc, vc->crc_len);
 305                 log_err("       Received CRC: ");
 306                 hexdump(vc->bad_crc, vc->crc_len);
 307         }
 308
 309         dump_verify_buffers(hdr, vc);
 310 }
 311
 312 /*
 313  * Return data area 'header_num'
 314  */
 315 static inline void *io_u_verify_off(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 316 {
 317         return vc->io_u->buf + vc->hdr_num * hdr->len + hdr_size(hdr);
 318 }
 319
 320 static int verify_io_u_meta(struct verify_header *hdr, struct thread_data *td,
 321                             struct vcont *vc)
 322 {
 323         struct vhdr_meta *vh = hdr_priv(hdr);
 324         struct io_u *io_u = vc->io_u;
 325
 326         dprint(FD_VERIFY, "meta verify io_u %p, len %u\n", io_u, hdr->len);
 327
 328         if (vh->offset == io_u->offset + vc->hdr_num * td->o.verify_interval)
 329                 return 0;
 330
 331         vc->name = "meta";
 332         log_verify_failure(hdr, vc);
 333         return EILSEQ;
 334 }
 335
 336 static int verify_io_u_sha512(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 337 {
 338         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 339         struct vhdr_sha512 *vh = hdr_priv(hdr);
 340         uint8_t sha512[128];
 341         struct sha512_ctx sha512_ctx = {
 342                 .buf = sha512,
 343         };
 344
 345         dprint(FD_VERIFY, "sha512 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 346
 347         sha512_init(&sha512_ctx);
 348         sha512_update(&sha512_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 349
 350         if (!memcmp(vh->sha512, sha512_ctx.buf, sizeof(sha512)))
 351                 return 0;
 352
 353         vc->name = "sha512";
 354         vc->good_crc = vh->sha512;
 355         vc->bad_crc = sha512_ctx.buf;
 356         vc->crc_len = sizeof(vh->sha512);
 357         log_verify_failure(hdr, vc);
 358         return EILSEQ;
 359 }
 360
 361 static int verify_io_u_sha256(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 362 {
 363         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 364         struct vhdr_sha256 *vh = hdr_priv(hdr);
 365         uint8_t sha256[64];
 366         struct sha256_ctx sha256_ctx = {
 367                 .buf = sha256,
 368         };
 369
 370         dprint(FD_VERIFY, "sha256 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 371
 372         sha256_init(&sha256_ctx);
 373         sha256_update(&sha256_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 374
 375         if (!memcmp(vh->sha256, sha256_ctx.buf, sizeof(sha256)))
 376                 return 0;
 377
 378         vc->name = "sha256";
 379         vc->good_crc = vh->sha256;
 380         vc->bad_crc = sha256_ctx.buf;
 381         vc->crc_len = sizeof(vh->sha256);
 382         log_verify_failure(hdr, vc);
 383         return EILSEQ;
 384 }
 385
 386 static int verify_io_u_sha1(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 387 {
 388         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 389         struct vhdr_sha1 *vh = hdr_priv(hdr);
 390         uint32_t sha1[5];
 391         struct sha1_ctx sha1_ctx = {
 392                 .H = sha1,
 393         };
 394
 395         dprint(FD_VERIFY, "sha1 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 396
 397         sha1_init(&sha1_ctx);
 398         sha1_update(&sha1_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 399
 400         if (!memcmp(vh->sha1, sha1_ctx.H, sizeof(sha1)))
 401                 return 0;
 402
 403         vc->name = "sha1";
 404         vc->good_crc = vh->sha1;
 405         vc->bad_crc = sha1_ctx.H;
 406         vc->crc_len = sizeof(vh->sha1);
 407         log_verify_failure(hdr, vc);
 408         return EILSEQ;
 409 }
 410
 411 static int verify_io_u_crc7(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 412 {
 413         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 414         struct vhdr_crc7 *vh = hdr_priv(hdr);
 415         unsigned char c;
 416
 417         dprint(FD_VERIFY, "crc7 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 418
 419         c = crc7(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 420
 421         if (c == vh->crc7)
 422                 return 0;
 423
 424         vc->name = "crc7";
 425         vc->good_crc = &vh->crc7;
 426         vc->bad_crc = &c;
 427         vc->crc_len = 1;
 428         log_verify_failure(hdr, vc);
 429         return EILSEQ;
 430 }
 431
 432 static int verify_io_u_crc16(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 433 {
 434         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 435         struct vhdr_crc16 *vh = hdr_priv(hdr);
 436         unsigned short c;
 437
 438         dprint(FD_VERIFY, "crc16 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 439
 440         c = crc16(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 441
 442         if (c == vh->crc16)
 443                 return 0;
 444
 445         vc->name = "crc16";
 446         vc->good_crc = &vh->crc16;
 447         vc->bad_crc = &c;
 448         vc->crc_len = 2;
 449         log_verify_failure(hdr, vc);
 450         return EILSEQ;
 451 }
 452
 453 static int verify_io_u_crc64(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 454 {
 455         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 456         struct vhdr_crc64 *vh = hdr_priv(hdr);
 457         unsigned long long c;
 458
 459         dprint(FD_VERIFY, "crc64 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 460
 461         c = crc64(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 462
 463         if (c == vh->crc64)
 464                 return 0;
 465
 466         vc->name = "crc64";
 467         vc->good_crc = &vh->crc64;
 468         vc->bad_crc = &c;
 469         vc->crc_len = 8;
 470         log_verify_failure(hdr, vc);
 471         return EILSEQ;
 472 }
 473
 474 static int verify_io_u_crc32(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 475 {
 476         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 477         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
 478         uint32_t c;
 479
 480         dprint(FD_VERIFY, "crc32 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 481
 482         c = crc32(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 483
 484         if (c == vh->crc32)
 485                 return 0;
 486
 487         vc->name = "crc32";
 488         vc->good_crc = &vh->crc32;
 489         vc->bad_crc = &c;
 490         vc->crc_len = 4;
 491         log_verify_failure(hdr, vc);
 492         return EILSEQ;
 493 }
 494
 495 static int verify_io_u_crc32c(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 496 {
 497         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 498         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
 499         uint32_t c;
 500
 501         dprint(FD_VERIFY, "crc32c verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 502
 503         if (hdr->verify_type == VERIFY_CRC32C_INTEL)
 504                 c = crc32c_intel(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 505         else
 506                 c = crc32c(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 507
 508         if (c == vh->crc32)
 509                 return 0;
 510
 511         vc->name = "crc32c";
 512         vc->good_crc = &vh->crc32;
 513         vc->bad_crc = &c;
 514         vc->crc_len = 4;
 515         log_verify_failure(hdr, vc);
 516         return EILSEQ;
 517 }
 518
 519 static int verify_io_u_md5(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 520 {
 521         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 522         struct vhdr_md5 *vh = hdr_priv(hdr);
 523         uint32_t hash[MD5_HASH_WORDS];
 524         struct md5_ctx md5_ctx = {
 525                 .hash = hash,
 526         };
 527
 528         dprint(FD_VERIFY, "md5 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 529
 530         md5_init(&md5_ctx);
 531         md5_update(&md5_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 532
 533         if (!memcmp(vh->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(hash)))
 534                 return 0;
 535
 536         vc->name = "md5";
 537         vc->good_crc = vh->md5_digest;
 538         vc->bad_crc = md5_ctx.hash;
 539         vc->crc_len = sizeof(hash);
 540         log_verify_failure(hdr, vc);
 541         return EILSEQ;
 542 }
 543
 544 static unsigned int hweight8(unsigned int w)
 545 {
 546         unsigned int res = w - ((w >> 1) & 0x55);
 547
 548         res = (res & 0x33) + ((res >> 2) & 0x33);
 549         return (res + (res >> 4)) & 0x0F;
 550 }
 551
 552 int verify_io_u_pattern(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 553 {
 554         struct thread_data *td = vc->td;
 555         struct io_u *io_u = vc->io_u;
 556         char *buf, *pattern;
 557         unsigned int hdr_size = __hdr_size(td->o.verify);
 558         unsigned int len, mod, i;
 559
 560         pattern = td->o.verify_pattern;
 561         buf = (void *) hdr + hdr_size;
 562         len = get_hdr_inc(td, io_u) - hdr_size;
 563         mod = hdr_size % td->o.verify_pattern_bytes;
 564
 565         for (i = 0; i < len; i++) {
 566                 if (buf[i] != pattern[mod]) {
 567                         unsigned int bits;
 568
 569                         bits = hweight8(buf[i] ^ pattern[mod]);
 570                         log_err("fio: got pattern %x, wanted %x. Bad bits %d\n",
 571                                 buf[i], pattern[mod], bits);
 572                         log_err("fio: bad pattern block offset %u\n", i);
 573                         dump_verify_buffers(hdr, vc);
 574                         return EILSEQ;
 575                 }
 576                 mod++;
 577                 if (mod == td->o.verify_pattern_bytes)
 578                         mod = 0;
 579         }
 580
 581         return 0;
 582 }
 583
 584 /*
 585  * Push IO verification to a separate thread
 586  */
 587 int verify_io_u_async(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 588 {
 589         if (io_u->file)
 590                 put_file_log(td, io_u->file);
 591
 592         io_u->file = NULL;
 593
 594         pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
 595
 596         if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 597                 td->cur_depth--;
 598                 io_u->flags &= ~IO_U_F_IN_CUR_DEPTH;
 599         }
 600         flist_del(&io_u->list);
 601         flist_add_tail(&io_u->list, &td->verify_list);
 602         io_u->flags |= IO_U_F_FREE_DEF;
 603         pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
 604
 605         pthread_cond_signal(&td->verify_cond);
 606         return 0;
 607 }
 608
 609 static int verify_trimmed_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 610 {
 611         static char zero_buf[1024];
 612         unsigned int this_len, len;
 613         int ret = 0;
 614         void *p;
 615
 616         if (!td->o.trim_zero)
 617                 return 0;
 618
 619         len = io_u->buflen;
 620         p = io_u->buf;
 621         do {
 622                 this_len = sizeof(zero_buf);
 623                 if (this_len > len)
 624                         this_len = len;
 625                 if (memcmp(p, zero_buf, this_len)) {
 626                         ret = EILSEQ;
 627                         break;
 628                 }
 629                 len -= this_len;
 630                 p += this_len;
 631         } while (len);
 632
 633         if (!ret)
 634                 return 0;
 635
 636         log_err("trim: verify failed at file %s offset %llu, length %lu"
 637                 ", block offset %lu\n",
 638                         io_u->file->file_name, io_u->offset, io_u->buflen,
 639                         (unsigned long) (p - io_u->buf));
 640         return ret;
 641 }
 642
 643 int verify_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 644 {
 645         struct verify_header *hdr;
 646         unsigned int hdr_size, hdr_inc, hdr_num = 0;
 647         void *p;
 648         int ret;
 649
 650         if (td->o.verify == VERIFY_NULL || io_u->ddir != DDIR_READ)
 651                 return 0;
 652         if (io_u->flags & IO_U_F_TRIMMED) {
 653                 ret = verify_trimmed_io_u(td, io_u);
 654                 goto done;
 655         }
 656
 657         hdr_inc = get_hdr_inc(td, io_u);
 658
 659         ret = 0;
 660         for (p = io_u->buf; p < io_u->buf + io_u->buflen;
 661              p += hdr_inc, hdr_num++) {
 662                 struct vcont vc = {
 663                         .io_u           = io_u,
 664                         .hdr_num        = hdr_num,
 665                         .td             = td,
 666                 };
 667
 668                 if (ret && td->o.verify_fatal)
 669                         break;
 670
 671                 hdr_size = __hdr_size(td->o.verify);
 672                 if (td->o.verify_offset)
 673                         memswp(p, p + td->o.verify_offset, hdr_size);
 674                 hdr = p;
 675
 676                 if (hdr->fio_magic != FIO_HDR_MAGIC) {
 677                         log_err("verify: bad magic header %x, wanted %x at file %s offset %llu, length %u\n",
 678                                 hdr->fio_magic, FIO_HDR_MAGIC,
 679                                 io_u->file->file_name,
 680                                 io_u->offset + hdr_num * hdr->len, hdr->len);
 681                         return EILSEQ;
 682                 }
 683
 684                 if (td->o.verify_pattern_bytes) {
 685                         dprint(FD_VERIFY, "pattern verify io_u %p, len %u\n",
 686                                                                 io_u, hdr->len);
 687                         ret = verify_io_u_pattern(hdr, &vc);
 688                         if (ret) {
 689                                 log_err("pattern: verify failed at file %s offset %llu, length %u\n",
 690                                         io_u->file->file_name,
 691                                         io_u->offset + hdr_num * hdr->len,
 692                                         hdr->len);
 693                         }
 694
 695                         /*
 696                          * Also verify the meta data, if applicable
 697                          */
 698                         if (hdr->verify_type == VERIFY_META)
 699                                 ret |= verify_io_u_meta(hdr, td, &vc);
 700                         continue;
 701                 }
 702
 703                 switch (hdr->verify_type) {
 704                 case VERIFY_MD5:
 705                         ret = verify_io_u_md5(hdr, &vc);
 706                         break;
 707                 case VERIFY_CRC64:
 708                         ret = verify_io_u_crc64(hdr, &vc);
 709                         break;
 710                 case VERIFY_CRC32C:
 711                 case VERIFY_CRC32C_INTEL:
 712                         ret = verify_io_u_crc32c(hdr, &vc);
 713                         break;
 714                 case VERIFY_CRC32:
 715                         ret = verify_io_u_crc32(hdr, &vc);
 716                         break;
 717                 case VERIFY_CRC16:
 718                         ret = verify_io_u_crc16(hdr, &vc);
 719                         break;
 720                 case VERIFY_CRC7:
 721                         ret = verify_io_u_crc7(hdr, &vc);
 722                         break;
 723                 case VERIFY_SHA256:
 724                         ret = verify_io_u_sha256(hdr, &vc);
 725                         break;
 726                 case VERIFY_SHA512:
 727                         ret = verify_io_u_sha512(hdr, &vc);
 728                         break;
 729                 case VERIFY_META:
 730                         ret = verify_io_u_meta(hdr, td, &vc);
 731                         break;
 732                 case VERIFY_SHA1:
 733                         ret = verify_io_u_sha1(hdr, &vc);
 734                         break;
 735                 default:
 736                         log_err("Bad verify type %u\n", hdr->verify_type);
 737                         ret = EINVAL;
 738                 }
 739         }
 740
 741 done:
 742         if (ret && td->o.verify_fatal)
 743                 td->terminate = 1;
 744
 745         return ret;
 746 }
 747
 748 static void fill_meta(struct verify_header *hdr, struct thread_data *td,
 749                       struct io_u *io_u, unsigned int header_num)
 750 {
 751         struct vhdr_meta *vh = hdr_priv(hdr);
 752
 753         vh->thread = td->thread_number;
 754
 755         vh->time_sec = io_u->start_time.tv_sec;
 756         vh->time_usec = io_u->start_time.tv_usec;
 757
 758         vh->numberio = td->io_issues[DDIR_WRITE];
 759
 760         vh->offset = io_u->offset + header_num * td->o.verify_interval;
 761 }
 762
 763 static void fill_sha512(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 764 {
 765         struct vhdr_sha512 *vh = hdr_priv(hdr);
 766         struct sha512_ctx sha512_ctx = {
 767                 .buf = vh->sha512,
 768         };
 769
 770         sha512_init(&sha512_ctx);
 771         sha512_update(&sha512_ctx, p, len);
 772 }
 773
 774 static void fill_sha256(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 775 {
 776         struct vhdr_sha256 *vh = hdr_priv(hdr);
 777         struct sha256_ctx sha256_ctx = {
 778                 .buf = vh->sha256,
 779         };
 780
 781         sha256_init(&sha256_ctx);
 782         sha256_update(&sha256_ctx, p, len);
 783 }
 784
 785 static void fill_sha1(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 786 {
 787         struct vhdr_sha1 *vh = hdr_priv(hdr);
 788         struct sha1_ctx sha1_ctx = {
 789                 .H = vh->sha1,
 790         };
 791
 792         sha1_init(&sha1_ctx);
 793         sha1_update(&sha1_ctx, p, len);
 794 }
 795
 796 static void fill_crc7(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 797 {
 798         struct vhdr_crc7 *vh = hdr_priv(hdr);
 799
 800         vh->crc7 = crc7(p, len);
 801 }
 802
 803 static void fill_crc16(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 804 {
 805         struct vhdr_crc16 *vh = hdr_priv(hdr);
 806
 807         vh->crc16 = crc16(p, len);
 808 }
 809
 810 static void fill_crc32(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 811 {
 812         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
 813
 814         vh->crc32 = crc32(p, len);
 815 }
 816
 817 static void fill_crc32c(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 818 {
 819         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
 820
 821         if (hdr->verify_type == VERIFY_CRC32C_INTEL)
 822                 vh->crc32 = crc32c_intel(p, len);
 823         else
 824                 vh->crc32 = crc32c(p, len);
 825 }
 826
 827 static void fill_crc64(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 828 {
 829         struct vhdr_crc64 *vh = hdr_priv(hdr);
 830
 831         vh->crc64 = crc64(p, len);
 832 }
 833
 834 static void fill_md5(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 835 {
 836         struct vhdr_md5 *vh = hdr_priv(hdr);
 837         struct md5_ctx md5_ctx = {
 838                 .hash = (uint32_t *) vh->md5_digest,
 839         };
 840
 841         md5_init(&md5_ctx);
 842         md5_update(&md5_ctx, p, len);
 843 }
 844
 845 static void populate_hdr(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 846                          struct verify_header *hdr, unsigned int header_num,
 847                          unsigned int header_len)
 848 {
 849         unsigned int data_len;
 850         void *data, *p;
 851
 852         p = (void *) hdr;
 853
 854         hdr->fio_magic = FIO_HDR_MAGIC;
 855         hdr->len = header_len;
 856         hdr->verify_type = td->o.verify;
 857         hdr->rand_seed = io_u->rand_seed;
 858         data_len = header_len - hdr_size(hdr);
 859
 860         data = p + hdr_size(hdr);
 861         switch (td->o.verify) {
 862         case VERIFY_MD5:
 863                 dprint(FD_VERIFY, "fill md5 io_u %p, len %u\n",
 864                                                 io_u, hdr->len);
 865                 fill_md5(hdr, data, data_len);
 866                 break;
 867         case VERIFY_CRC64:
 868                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc64 io_u %p, len %u\n",
 869                                                 io_u, hdr->len);
 870                 fill_crc64(hdr, data, data_len);
 871                 break;
 872         case VERIFY_CRC32C:
 873         case VERIFY_CRC32C_INTEL:
 874                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc32c io_u %p, len %u\n",
 875                                                 io_u, hdr->len);
 876                 fill_crc32c(hdr, data, data_len);
 877                 break;
 878         case VERIFY_CRC32:
 879                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc32 io_u %p, len %u\n",
 880                                                 io_u, hdr->len);
 881                 fill_crc32(hdr, data, data_len);
 882                 break;
 883         case VERIFY_CRC16:
 884                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc16 io_u %p, len %u\n",
 885                                                 io_u, hdr->len);
 886                 fill_crc16(hdr, data, data_len);
 887                 break;
 888         case VERIFY_CRC7:
 889                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc7 io_u %p, len %u\n",
 890                                                 io_u, hdr->len);
 891                 fill_crc7(hdr, data, data_len);
 892                 break;
 893         case VERIFY_SHA256:
 894                 dprint(FD_VERIFY, "fill sha256 io_u %p, len %u\n",
 895                                                 io_u, hdr->len);
 896                 fill_sha256(hdr, data, data_len);
 897                 break;
 898         case VERIFY_SHA512:
 899                 dprint(FD_VERIFY, "fill sha512 io_u %p, len %u\n",
 900                                                 io_u, hdr->len);
 901                 fill_sha512(hdr, data, data_len);
 902                 break;
 903         case VERIFY_META:
 904                 dprint(FD_VERIFY, "fill meta io_u %p, len %u\n",
 905                                                 io_u, hdr->len);
 906                 fill_meta(hdr, td, io_u, header_num);
 907                 break;
 908         case VERIFY_SHA1:
 909                 dprint(FD_VERIFY, "fill sha1 io_u %p, len %u\n",
 910                                                 io_u, hdr->len);
 911                 fill_sha1(hdr, data, data_len);
 912                 break;
 913         default:
 914                 log_err("fio: bad verify type: %d\n", td->o.verify);
 915                 assert(0);
 916         }
 917         if (td->o.verify_offset)
 918                 memswp(p, p + td->o.verify_offset, hdr_size(hdr));
 919 }
 920
 921 /*
 922  * fill body of io_u->buf with random data and add a header with the
 923  * checksum of choice
 924  */
 925 void populate_verify_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 926 {
 927         if (td->o.verify == VERIFY_NULL)
 928                 return;
 929
 930         fill_pattern_headers(td, io_u, 0, 0);
 931 }
 932
 933 int get_next_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 934 {
 935         struct io_piece *ipo = NULL;
 936
 937         /*
 938          * this io_u is from a requeue, we already filled the offsets
 939          */
 940         if (io_u->file)
 941                 return 0;
 942
 943         if (!RB_EMPTY_ROOT(&td->io_hist_tree)) {
 944                 struct rb_node *n = rb_first(&td->io_hist_tree);
 945
 946                 ipo = rb_entry(n, struct io_piece, rb_node);
 947                 rb_erase(n, &td->io_hist_tree);
 948                 assert(ipo->flags & IP_F_ONRB);
 949                 ipo->flags &= ~IP_F_ONRB;
 950         } else if (!flist_empty(&td->io_hist_list)) {
 951                 ipo = flist_entry(td->io_hist_list.next, struct io_piece, list);
 952                 flist_del(&ipo->list);
 953                 assert(ipo->flags & IP_F_ONLIST);
 954                 ipo->flags &= ~IP_F_ONLIST;
 955         }
 956
 957         if (ipo) {
 958                 td->io_hist_len--;
 959
 960                 io_u->offset = ipo->offset;
 961                 io_u->buflen = ipo->len;
 962                 io_u->file = ipo->file;
 963
 964                 if (ipo->flags & IP_F_TRIMMED)
 965                         io_u->flags |= IO_U_F_TRIMMED;
 966
 967                 if (!fio_file_open(io_u->file)) {
 968                         int r = td_io_open_file(td, io_u->file);
 969
 970                         if (r) {
 971                                 dprint(FD_VERIFY, "failed file %s open\n",
 972                                                 io_u->file->file_name);
 973                                 return 1;
 974                         }
 975                 }
 976
 977                 get_file(ipo->file);
 978                 assert(fio_file_open(io_u->file));
 979                 io_u->ddir = DDIR_READ;
 980                 io_u->xfer_buf = io_u->buf;
 981                 io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
 982
 983                 remove_trim_entry(td, ipo);
 984                 free(ipo);
 985                 dprint(FD_VERIFY, "get_next_verify: ret io_u %p\n", io_u);
 986                 return 0;
 987         }
 988
 989         dprint(FD_VERIFY, "get_next_verify: empty\n");
 990         return 1;
 991 }
 992
 993 static void *verify_async_thread(void *data)
 994 {
 995         struct thread_data *td = data;
 996         struct io_u *io_u;
 997         int ret = 0;
 998
 999         if (td->o.verify_cpumask_set &&
1000             fio_setaffinity(td->pid, td->o.verify_cpumask)) {
1001                 log_err("fio: failed setting verify thread affinity\n");
1002                 goto done;
1003         }
1004
1005         do {
1006                 FLIST_HEAD(list);
1007
1008                 read_barrier();
1009                 if (td->verify_thread_exit)
1010                         break;
1011
1012                 pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
1013
1014                 while (flist_empty(&td->verify_list) &&
1015                        !td->verify_thread_exit) {
1016                         ret = pthread_cond_wait(&td->verify_cond,
1017                                                         &td->io_u_lock);
1018                         if (ret) {
1019                                 pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1020                                 break;
1021                         }
1022                 }
1023
1024                 flist_splice_init(&td->verify_list, &list);
1025                 pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1026
1027                 if (flist_empty(&list))
1028                         continue;
1029
1030                 while (!flist_empty(&list)) {
1031                         io_u = flist_entry(list.next, struct io_u, list);
1032                         flist_del_init(&io_u->list);
1033
1034                         ret = verify_io_u(td, io_u);
1035                         put_io_u(td, io_u);
1036                         if (!ret)
1037                                 continue;
1038                         if (td->o.continue_on_error &&
1039                             td_non_fatal_error(ret)) {
1040                                 update_error_count(td, ret);
1041                                 td_clear_error(td);
1042                                 ret = 0;
1043                         }
1044                 }
1045         } while (!ret);
1046
1047         if (ret) {
1048                 td_verror(td, ret, "async_verify");
1049                 if (td->o.verify_fatal)
1050                         td->terminate = 1;
1051         }
1052
1053 done:
1054         pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
1055         td->nr_verify_threads--;
1056         pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1057
1058         pthread_cond_signal(&td->free_cond);
1059         return NULL;
1060 }
1061
1062 int verify_async_init(struct thread_data *td)
1063 {
1064         int i, ret;
1065         pthread_attr_t attr;
1066
1067         pthread_attr_init(&attr);
1068         pthread_attr_setstacksize(&attr, PTHREAD_STACK_MIN);
1069
1070         td->verify_thread_exit = 0;
1071
1072         td->verify_threads = malloc(sizeof(pthread_t) * td->o.verify_async);
1073         for (i = 0; i < td->o.verify_async; i++) {
1074                 ret = pthread_create(&td->verify_threads[i], &attr,
1075                                         verify_async_thread, td);
1076                 if (ret) {
1077                         log_err("fio: async verify creation failed: %s\n",
1078                                         strerror(ret));
1079                         break;
1080                 }
1081                 ret = pthread_detach(td->verify_threads[i]);
1082                 if (ret) {
1083                         log_err("fio: async verify thread detach failed: %s\n",
1084                                         strerror(ret));
1085                         break;
1086                 }
1087                 td->nr_verify_threads++;
1088         }
1089
1090         pthread_attr_destroy(&attr);
1091
1092         if (i != td->o.verify_async) {
1093                 log_err("fio: only %d verify threads started, exiting\n", i);
1094                 td->verify_thread_exit = 1;
1095                 write_barrier();
1096                 pthread_cond_broadcast(&td->verify_cond);
1097                 return 1;
1098         }
1099
1100         return 0;
1101 }
1102
1103 void verify_async_exit(struct thread_data *td)
1104 {
1105         td->verify_thread_exit = 1;
1106         write_barrier();
1107         pthread_cond_broadcast(&td->verify_cond);
1108
1109         pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
1110
1111         while (td->nr_verify_threads)
1112                 pthread_cond_wait(&td->free_cond, &td->io_u_lock);
1113
1114         pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1115         free(td->verify_threads);
1116         td->verify_threads = NULL;
1117 }