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