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