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 #include "lib/pattern.h"
  17
  18 #include "crc/md5.h"
  19 #include "crc/crc64.h"
  20 #include "crc/crc32.h"
  21 #include "crc/crc32c.h"
  22 #include "crc/crc16.h"
  23 #include "crc/crc7.h"
  24 #include "crc/sha256.h"
  25 #include "crc/sha512.h"
  26 #include "crc/sha1.h"
  27 #include "crc/xxhash.h"
  28
  29 static void populate_hdr(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
  30                          struct verify_header *hdr, unsigned int header_num,
  31                          unsigned int header_len);
  32 static void fill_hdr(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
  33                      struct verify_header *hdr, unsigned int header_num,
  34                      unsigned int header_len, uint64_t rand_seed);
  35 static void __fill_hdr(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
  36                        struct verify_header *hdr, unsigned int header_num,
  37                        unsigned int header_len, uint64_t rand_seed);
  38
  39 void fill_buffer_pattern(struct thread_data *td, void *p, unsigned int len)
  40 {
  41         (void)cpy_pattern(td->o.buffer_pattern, td->o.buffer_pattern_bytes, p, len);
  42 }
  43
  44 static void __fill_buffer(struct thread_options *o, unsigned long seed, void *p,
  45                           unsigned int len)
  46 {
  47         __fill_random_buf_percentage(seed, p, o->compress_percentage, len, len, o->buffer_pattern, o->buffer_pattern_bytes);
  48 }
  49
  50 static unsigned long fill_buffer(struct thread_data *td, void *p,
  51                                  unsigned int len)
  52 {
  53         struct frand_state *fs = &td->verify_state;
  54         struct thread_options *o = &td->o;
  55
  56         return fill_random_buf_percentage(fs, p, o->compress_percentage, len, len, o->buffer_pattern, o->buffer_pattern_bytes);
  57 }
  58
  59 void fill_verify_pattern(struct thread_data *td, void *p, unsigned int len,
  60                          struct io_u *io_u, unsigned long seed, int use_seed)
  61 {
  62         struct thread_options *o = &td->o;
  63
  64         if (!o->verify_pattern_bytes) {
  65                 dprint(FD_VERIFY, "fill random bytes len=%u\n", len);
  66
  67                 if (use_seed)
  68                         __fill_buffer(o, seed, p, len);
  69                 else
  70                         io_u->rand_seed = fill_buffer(td, p, len);
  71                 return;
  72         }
  73
  74         /* Skip if we were here and we do not need to patch pattern
  75          * with format */
  76         if (!td->o.verify_fmt_sz && io_u->buf_filled_len >= len) {
  77                 dprint(FD_VERIFY, "using already filled verify pattern b=%d len=%u\n",
  78                         o->verify_pattern_bytes, len);
  79                 return;
  80         }
  81
  82         (void)paste_format(td->o.verify_pattern, td->o.verify_pattern_bytes,
  83                            td->o.verify_fmt, td->o.verify_fmt_sz,
  84                            p, len, io_u);
  85         io_u->buf_filled_len = len;
  86 }
  87
  88 static unsigned int get_hdr_inc(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
  89 {
  90         unsigned int hdr_inc;
  91
  92         hdr_inc = io_u->buflen;
  93         if (td->o.verify_interval && td->o.verify_interval <= io_u->buflen)
  94                 hdr_inc = td->o.verify_interval;
  95
  96         return hdr_inc;
  97 }
  98
  99 static void fill_pattern_headers(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 100                                  unsigned long seed, int use_seed)
 101 {
 102         unsigned int hdr_inc, header_num;
 103         struct verify_header *hdr;
 104         void *p = io_u->buf;
 105
 106         fill_verify_pattern(td, p, io_u->buflen, io_u, seed, use_seed);
 107
 108         hdr_inc = get_hdr_inc(td, io_u);
 109         header_num = 0;
 110         for (; p < io_u->buf + io_u->buflen; p += hdr_inc) {
 111                 hdr = p;
 112                 populate_hdr(td, io_u, hdr, header_num, hdr_inc);
 113                 header_num++;
 114         }
 115 }
 116
 117 static void memswp(void *buf1, void *buf2, unsigned int len)
 118 {
 119         char swap[200];
 120
 121         assert(len <= sizeof(swap));
 122
 123         memcpy(&swap, buf1, len);
 124         memcpy(buf1, buf2, len);
 125         memcpy(buf2, &swap, len);
 126 }
 127
 128 static void hexdump(void *buffer, int len)
 129 {
 130         unsigned char *p = buffer;
 131         int i;
 132
 133         for (i = 0; i < len; i++)
 134                 log_err("%02x", p[i]);
 135         log_err("\n");
 136 }
 137
 138 /*
 139  * Prepare for separation of verify_header and checksum header
 140  */
 141 static inline unsigned int __hdr_size(int verify_type)
 142 {
 143         unsigned int len = 0;
 144
 145         switch (verify_type) {
 146         case VERIFY_NONE:
 147         case VERIFY_HDR_ONLY:
 148         case VERIFY_NULL:
 149         case VERIFY_PATTERN:
 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_XXHASH:
 176                 len = sizeof(struct vhdr_xxhash);
 177                 break;
 178         case VERIFY_SHA1:
 179                 len = sizeof(struct vhdr_sha1);
 180                 break;
 181         case VERIFY_PATTERN_NO_HDR:
 182                 return 0;
 183         default:
 184                 log_err("fio: unknown verify header!\n");
 185                 assert(0);
 186         }
 187
 188         return len + sizeof(struct verify_header);
 189 }
 190
 191 static inline unsigned int hdr_size(struct thread_data *td,
 192                                     struct verify_header *hdr)
 193 {
 194         if (td->o.verify == VERIFY_PATTERN_NO_HDR)
 195                 return 0;
 196
 197         return __hdr_size(hdr->verify_type);
 198 }
 199
 200 static void *hdr_priv(struct verify_header *hdr)
 201 {
 202         void *priv = hdr;
 203
 204         return priv + sizeof(struct verify_header);
 205 }
 206
 207 /*
 208  * Verify container, pass info to verify handlers and allow them to
 209  * pass info back in case of error
 210  */
 211 struct vcont {
 212         /*
 213          * Input
 214          */
 215         struct io_u *io_u;
 216         unsigned int hdr_num;
 217         struct thread_data *td;
 218
 219         /*
 220          * Output, only valid in case of error
 221          */
 222         const char *name;
 223         void *good_crc;
 224         void *bad_crc;
 225         unsigned int crc_len;
 226 };
 227
 228 #define DUMP_BUF_SZ     255
 229 static int dump_buf_warned;
 230
 231 static void dump_buf(char *buf, unsigned int len, unsigned long long offset,
 232                      const char *type, struct fio_file *f)
 233 {
 234         char *ptr, fname[DUMP_BUF_SZ];
 235         size_t buf_left = DUMP_BUF_SZ;
 236         int ret, fd;
 237
 238         ptr = strdup(f->file_name);
 239
 240         memset(fname, 0, sizeof(fname));
 241         if (aux_path)
 242                 sprintf(fname, "%s%s", aux_path, FIO_OS_PATH_SEPARATOR);
 243
 244         strncpy(fname + strlen(fname), basename(ptr), buf_left - 1);
 245
 246         buf_left -= strlen(fname);
 247         if (buf_left <= 0) {
 248                 if (!dump_buf_warned) {
 249                         log_err("fio: verify failure dump buffer too small\n");
 250                         dump_buf_warned = 1;
 251                 }
 252                 free(ptr);
 253                 return;
 254         }
 255
 256         snprintf(fname + strlen(fname), buf_left, ".%llu.%s", offset, type);
 257
 258         fd = open(fname, O_CREAT | O_TRUNC | O_WRONLY, 0644);
 259         if (fd < 0) {
 260                 perror("open verify buf file");
 261                 return;
 262         }
 263
 264         while (len) {
 265                 ret = write(fd, buf, len);
 266                 if (!ret)
 267                         break;
 268                 else if (ret < 0) {
 269                         perror("write verify buf file");
 270                         break;
 271                 }
 272                 len -= ret;
 273                 buf += ret;
 274         }
 275
 276         close(fd);
 277         log_err("       %s data dumped as %s\n", type, fname);
 278         free(ptr);
 279 }
 280
 281 /*
 282  * Dump the contents of the read block and re-generate the correct data
 283  * and dump that too.
 284  */
 285 static void __dump_verify_buffers(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 286 {
 287         struct thread_data *td = vc->td;
 288         struct io_u *io_u = vc->io_u;
 289         unsigned long hdr_offset;
 290         struct io_u dummy;
 291         void *buf;
 292
 293         if (!td->o.verify_dump)
 294                 return;
 295
 296         /*
 297          * Dump the contents we just read off disk
 298          */
 299         hdr_offset = vc->hdr_num * hdr->len;
 300
 301         dump_buf(io_u->buf + hdr_offset, hdr->len, io_u->offset + hdr_offset,
 302                         "received", vc->io_u->file);
 303
 304         /*
 305          * Allocate a new buf and re-generate the original data
 306          */
 307         buf = malloc(io_u->buflen);
 308         dummy = *io_u;
 309         dummy.buf = buf;
 310         dummy.rand_seed = hdr->rand_seed;
 311         dummy.buf_filled_len = 0;
 312         dummy.buflen = io_u->buflen;
 313
 314         fill_pattern_headers(td, &dummy, hdr->rand_seed, 1);
 315
 316         dump_buf(buf + hdr_offset, hdr->len, io_u->offset + hdr_offset,
 317                         "expected", vc->io_u->file);
 318         free(buf);
 319 }
 320
 321 static void dump_verify_buffers(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 322 {
 323         struct thread_data *td = vc->td;
 324         struct verify_header shdr;
 325
 326         if (td->o.verify == VERIFY_PATTERN_NO_HDR) {
 327                 __fill_hdr(td, vc->io_u, &shdr, 0, vc->io_u->buflen, 0);
 328                 hdr = &shdr;
 329         }
 330
 331         __dump_verify_buffers(hdr, vc);
 332 }
 333
 334 static void log_verify_failure(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 335 {
 336         unsigned long long offset;
 337
 338         offset = vc->io_u->offset;
 339         offset += vc->hdr_num * hdr->len;
 340         log_err("%.8s: verify failed at file %s offset %llu, length %u\n",
 341                         vc->name, vc->io_u->file->file_name, offset, hdr->len);
 342
 343         if (vc->good_crc && vc->bad_crc) {
 344                 log_err("       Expected CRC: ");
 345                 hexdump(vc->good_crc, vc->crc_len);
 346                 log_err("       Received CRC: ");
 347                 hexdump(vc->bad_crc, vc->crc_len);
 348         }
 349
 350         dump_verify_buffers(hdr, vc);
 351 }
 352
 353 /*
 354  * Return data area 'header_num'
 355  */
 356 static inline void *io_u_verify_off(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 357 {
 358         return vc->io_u->buf + vc->hdr_num * hdr->len + hdr_size(vc->td, hdr);
 359 }
 360
 361 static int verify_io_u_pattern(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 362 {
 363         struct thread_data *td = vc->td;
 364         struct io_u *io_u = vc->io_u;
 365         char *buf, *pattern;
 366         unsigned int header_size = __hdr_size(td->o.verify);
 367         unsigned int len, mod, i, pattern_size;
 368         int rc;
 369
 370         pattern = td->o.verify_pattern;
 371         pattern_size = td->o.verify_pattern_bytes;
 372         assert(pattern_size != 0);
 373
 374         (void)paste_format_inplace(pattern, pattern_size,
 375                                    td->o.verify_fmt, td->o.verify_fmt_sz, io_u);
 376
 377         buf = (void *) hdr + header_size;
 378         len = get_hdr_inc(td, io_u) - header_size;
 379         mod = (get_hdr_inc(td, io_u) * vc->hdr_num + header_size) % pattern_size;
 380
 381         rc = cmp_pattern(pattern, pattern_size, mod, buf, len);
 382         if (!rc)
 383                 return 0;
 384
 385         /* Slow path, compare each byte */
 386         for (i = 0; i < len; i++) {
 387                 if (buf[i] != pattern[mod]) {
 388                         unsigned int bits;
 389
 390                         bits = hweight8(buf[i] ^ pattern[mod]);
 391                         log_err("fio: got pattern '%02x', wanted '%02x'. Bad bits %d\n",
 392                                 (unsigned char)buf[i],
 393                                 (unsigned char)pattern[mod],
 394                                 bits);
 395                         log_err("fio: bad pattern block offset %u\n", i);
 396                         dump_verify_buffers(hdr, vc);
 397                         return EILSEQ;
 398                 }
 399                 mod++;
 400                 if (mod == td->o.verify_pattern_bytes)
 401                         mod = 0;
 402         }
 403
 404         /* Unreachable line */
 405         assert(0);
 406         return EILSEQ;
 407 }
 408
 409 static int verify_io_u_xxhash(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 410 {
 411         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 412         struct vhdr_xxhash *vh = hdr_priv(hdr);
 413         uint32_t hash;
 414         void *state;
 415
 416         dprint(FD_VERIFY, "xxhash verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 417
 418         state = XXH32_init(1);
 419         XXH32_update(state, p, hdr->len - hdr_size(vc->td, hdr));
 420         hash = XXH32_digest(state);
 421
 422         if (vh->hash == hash)
 423                 return 0;
 424
 425         vc->name = "xxhash";
 426         vc->good_crc = &vh->hash;
 427         vc->bad_crc = &hash;
 428         vc->crc_len = sizeof(hash);
 429         log_verify_failure(hdr, vc);
 430         return EILSEQ;
 431 }
 432
 433 static int verify_io_u_sha512(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 434 {
 435         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 436         struct vhdr_sha512 *vh = hdr_priv(hdr);
 437         uint8_t sha512[128];
 438         struct fio_sha512_ctx sha512_ctx = {
 439                 .buf = sha512,
 440         };
 441
 442         dprint(FD_VERIFY, "sha512 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 443
 444         fio_sha512_init(&sha512_ctx);
 445         fio_sha512_update(&sha512_ctx, p, hdr->len - hdr_size(vc->td, hdr));
 446
 447         if (!memcmp(vh->sha512, sha512_ctx.buf, sizeof(sha512)))
 448                 return 0;
 449
 450         vc->name = "sha512";
 451         vc->good_crc = vh->sha512;
 452         vc->bad_crc = sha512_ctx.buf;
 453         vc->crc_len = sizeof(vh->sha512);
 454         log_verify_failure(hdr, vc);
 455         return EILSEQ;
 456 }
 457
 458 static int verify_io_u_sha256(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 459 {
 460         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 461         struct vhdr_sha256 *vh = hdr_priv(hdr);
 462         uint8_t sha256[64];
 463         struct fio_sha256_ctx sha256_ctx = {
 464                 .buf = sha256,
 465         };
 466
 467         dprint(FD_VERIFY, "sha256 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 468
 469         fio_sha256_init(&sha256_ctx);
 470         fio_sha256_update(&sha256_ctx, p, hdr->len - hdr_size(vc->td, hdr));
 471         fio_sha256_final(&sha256_ctx);
 472
 473         if (!memcmp(vh->sha256, sha256_ctx.buf, sizeof(sha256)))
 474                 return 0;
 475
 476         vc->name = "sha256";
 477         vc->good_crc = vh->sha256;
 478         vc->bad_crc = sha256_ctx.buf;
 479         vc->crc_len = sizeof(vh->sha256);
 480         log_verify_failure(hdr, vc);
 481         return EILSEQ;
 482 }
 483
 484 static int verify_io_u_sha1(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 485 {
 486         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 487         struct vhdr_sha1 *vh = hdr_priv(hdr);
 488         uint32_t sha1[5];
 489         struct fio_sha1_ctx sha1_ctx = {
 490                 .H = sha1,
 491         };
 492
 493         dprint(FD_VERIFY, "sha1 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 494
 495         fio_sha1_init(&sha1_ctx);
 496         fio_sha1_update(&sha1_ctx, p, hdr->len - hdr_size(vc->td, hdr));
 497         fio_sha1_final(&sha1_ctx);
 498
 499         if (!memcmp(vh->sha1, sha1_ctx.H, sizeof(sha1)))
 500                 return 0;
 501
 502         vc->name = "sha1";
 503         vc->good_crc = vh->sha1;
 504         vc->bad_crc = sha1_ctx.H;
 505         vc->crc_len = sizeof(vh->sha1);
 506         log_verify_failure(hdr, vc);
 507         return EILSEQ;
 508 }
 509
 510 static int verify_io_u_crc7(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 511 {
 512         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 513         struct vhdr_crc7 *vh = hdr_priv(hdr);
 514         unsigned char c;
 515
 516         dprint(FD_VERIFY, "crc7 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 517
 518         c = fio_crc7(p, hdr->len - hdr_size(vc->td, hdr));
 519
 520         if (c == vh->crc7)
 521                 return 0;
 522
 523         vc->name = "crc7";
 524         vc->good_crc = &vh->crc7;
 525         vc->bad_crc = &c;
 526         vc->crc_len = 1;
 527         log_verify_failure(hdr, vc);
 528         return EILSEQ;
 529 }
 530
 531 static int verify_io_u_crc16(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 532 {
 533         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 534         struct vhdr_crc16 *vh = hdr_priv(hdr);
 535         unsigned short c;
 536
 537         dprint(FD_VERIFY, "crc16 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 538
 539         c = fio_crc16(p, hdr->len - hdr_size(vc->td, hdr));
 540
 541         if (c == vh->crc16)
 542                 return 0;
 543
 544         vc->name = "crc16";
 545         vc->good_crc = &vh->crc16;
 546         vc->bad_crc = &c;
 547         vc->crc_len = 2;
 548         log_verify_failure(hdr, vc);
 549         return EILSEQ;
 550 }
 551
 552 static int verify_io_u_crc64(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 553 {
 554         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 555         struct vhdr_crc64 *vh = hdr_priv(hdr);
 556         unsigned long long c;
 557
 558         dprint(FD_VERIFY, "crc64 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 559
 560         c = fio_crc64(p, hdr->len - hdr_size(vc->td, hdr));
 561
 562         if (c == vh->crc64)
 563                 return 0;
 564
 565         vc->name = "crc64";
 566         vc->good_crc = &vh->crc64;
 567         vc->bad_crc = &c;
 568         vc->crc_len = 8;
 569         log_verify_failure(hdr, vc);
 570         return EILSEQ;
 571 }
 572
 573 static int verify_io_u_crc32(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 574 {
 575         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 576         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
 577         uint32_t c;
 578
 579         dprint(FD_VERIFY, "crc32 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 580
 581         c = fio_crc32(p, hdr->len - hdr_size(vc->td, hdr));
 582
 583         if (c == vh->crc32)
 584                 return 0;
 585
 586         vc->name = "crc32";
 587         vc->good_crc = &vh->crc32;
 588         vc->bad_crc = &c;
 589         vc->crc_len = 4;
 590         log_verify_failure(hdr, vc);
 591         return EILSEQ;
 592 }
 593
 594 static int verify_io_u_crc32c(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 595 {
 596         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 597         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
 598         uint32_t c;
 599
 600         dprint(FD_VERIFY, "crc32c verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 601
 602         c = fio_crc32c(p, hdr->len - hdr_size(vc->td, hdr));
 603
 604         if (c == vh->crc32)
 605                 return 0;
 606
 607         vc->name = "crc32c";
 608         vc->good_crc = &vh->crc32;
 609         vc->bad_crc = &c;
 610         vc->crc_len = 4;
 611         log_verify_failure(hdr, vc);
 612         return EILSEQ;
 613 }
 614
 615 static int verify_io_u_md5(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 616 {
 617         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 618         struct vhdr_md5 *vh = hdr_priv(hdr);
 619         uint32_t hash[MD5_HASH_WORDS];
 620         struct fio_md5_ctx md5_ctx = {
 621                 .hash = hash,
 622         };
 623
 624         dprint(FD_VERIFY, "md5 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 625
 626         fio_md5_init(&md5_ctx);
 627         fio_md5_update(&md5_ctx, p, hdr->len - hdr_size(vc->td, hdr));
 628         fio_md5_final(&md5_ctx);
 629
 630         if (!memcmp(vh->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(hash)))
 631                 return 0;
 632
 633         vc->name = "md5";
 634         vc->good_crc = vh->md5_digest;
 635         vc->bad_crc = md5_ctx.hash;
 636         vc->crc_len = sizeof(hash);
 637         log_verify_failure(hdr, vc);
 638         return EILSEQ;
 639 }
 640
 641 /*
 642  * Push IO verification to a separate thread
 643  */
 644 int verify_io_u_async(struct thread_data *td, struct io_u **io_u_ptr)
 645 {
 646         struct io_u *io_u = *io_u_ptr;
 647
 648         pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
 649
 650         if (io_u->file)
 651                 put_file_log(td, io_u->file);
 652
 653         if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 654                 td->cur_depth--;
 655                 io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_IN_CUR_DEPTH);
 656         }
 657         flist_add_tail(&io_u->verify_list, &td->verify_list);
 658         *io_u_ptr = NULL;
 659         pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
 660
 661         pthread_cond_signal(&td->verify_cond);
 662         return 0;
 663 }
 664
 665 /*
 666  * Thanks Rusty, for spending the time so I don't have to.
 667  *
 668  * http://rusty.ozlabs.org/?p=560
 669  */
 670 static int mem_is_zero(const void *data, size_t length)
 671 {
 672         const unsigned char *p = data;
 673         size_t len;
 674
 675         /* Check first 16 bytes manually */
 676         for (len = 0; len < 16; len++) {
 677                 if (!length)
 678                         return 1;
 679                 if (*p)
 680                         return 0;
 681                 p++;
 682                 length--;
 683         }
 684
 685         /* Now we know that's zero, memcmp with self. */
 686         return memcmp(data, p, length) == 0;
 687 }
 688
 689 static int mem_is_zero_slow(const void *data, size_t length, size_t *offset)
 690 {
 691         const unsigned char *p = data;
 692
 693         *offset = 0;
 694         while (length) {
 695                 if (*p)
 696                         break;
 697                 (*offset)++;
 698                 length--;
 699                 p++;
 700         }
 701
 702         return !length;
 703 }
 704
 705 static int verify_trimmed_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 706 {
 707         size_t offset;
 708
 709         if (!td->o.trim_zero)
 710                 return 0;
 711
 712         if (mem_is_zero(io_u->buf, io_u->buflen))
 713                 return 0;
 714
 715         mem_is_zero_slow(io_u->buf, io_u->buflen, &offset);
 716
 717         log_err("trim: verify failed at file %s offset %llu, length %lu"
 718                 ", block offset %lu\n",
 719                         io_u->file->file_name, io_u->offset, io_u->buflen,
 720                         (unsigned long) offset);
 721         return EILSEQ;
 722 }
 723
 724 static int verify_header(struct io_u *io_u, struct thread_data *td,
 725                          struct verify_header *hdr, unsigned int hdr_num,
 726                          unsigned int hdr_len)
 727 {
 728         void *p = hdr;
 729         uint32_t crc;
 730
 731         if (hdr->magic != FIO_HDR_MAGIC) {
 732                 log_err("verify: bad magic header %x, wanted %x",
 733                         hdr->magic, FIO_HDR_MAGIC);
 734                 goto err;
 735         }
 736         if (hdr->len != hdr_len) {
 737                 log_err("verify: bad header length %u, wanted %u",
 738                         hdr->len, hdr_len);
 739                 goto err;
 740         }
 741         if (hdr->rand_seed != io_u->rand_seed) {
 742                 log_err("verify: bad header rand_seed %"PRIu64
 743                         ", wanted %"PRIu64,
 744                         hdr->rand_seed, io_u->rand_seed);
 745                 goto err;
 746         }
 747         if (hdr->offset != io_u->offset + hdr_num * td->o.verify_interval) {
 748                 log_err("verify: bad header offset %"PRIu64
 749                         ", wanted %llu",
 750                         hdr->offset, io_u->offset);
 751                 goto err;
 752         }
 753
 754         /*
 755          * For read-only workloads, the program cannot be certain of the
 756          * last numberio written to a block. Checking of numberio will be
 757          * done only for workloads that write data.  For verify_only,
 758          * numberio will be checked in the last iteration when the correct
 759          * state of numberio, that would have been written to each block
 760          * in a previous run of fio, has been reached.
 761          */
 762         if ((td_write(td) || td_rw(td)) && (td_min_bs(td) == td_max_bs(td)) &&
 763             !td->o.time_based)
 764                 if (!td->o.verify_only || td->o.loops == 0)
 765                         if (hdr->numberio != io_u->numberio) {
 766                                 log_err("verify: bad header numberio %"PRIu16
 767                                         ", wanted %"PRIu16,
 768                                         hdr->numberio, io_u->numberio);
 769                                 goto err;
 770                         }
 771
 772         crc = fio_crc32c(p, offsetof(struct verify_header, crc32));
 773         if (crc != hdr->crc32) {
 774                 log_err("verify: bad header crc %x, calculated %x",
 775                         hdr->crc32, crc);
 776                 goto err;
 777         }
 778         return 0;
 779
 780 err:
 781         log_err(" at file %s offset %llu, length %u\n",
 782                 io_u->file->file_name,
 783                 io_u->offset + hdr_num * hdr_len, hdr_len);
 784
 785         if (td->o.verify_dump)
 786                 dump_buf(p, hdr_len, io_u->offset + hdr_num * hdr_len,
 787                                 "hdr_fail", io_u->file);
 788
 789         return EILSEQ;
 790 }
 791
 792 int verify_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u_ptr)
 793 {
 794         struct verify_header *hdr;
 795         struct io_u *io_u = *io_u_ptr;
 796         unsigned int header_size, hdr_inc, hdr_num = 0;
 797         void *p;
 798         int ret;
 799
 800         if (td->o.verify == VERIFY_NULL || io_u->ddir != DDIR_READ)
 801                 return 0;
 802         /*
 803          * If the IO engine is faking IO (like null), then just pretend
 804          * we verified everything.
 805          */
 806         if (td_ioengine_flagged(td, FIO_FAKEIO))
 807                 return 0;
 808
 809         if (io_u->flags & IO_U_F_TRIMMED) {
 810                 ret = verify_trimmed_io_u(td, io_u);
 811                 goto done;
 812         }
 813
 814         hdr_inc = get_hdr_inc(td, io_u);
 815
 816         ret = 0;
 817         for (p = io_u->buf; p < io_u->buf + io_u->buflen;
 818              p += hdr_inc, hdr_num++) {
 819                 struct vcont vc = {
 820                         .io_u           = io_u,
 821                         .hdr_num        = hdr_num,
 822                         .td             = td,
 823                 };
 824                 unsigned int verify_type;
 825
 826                 if (ret && td->o.verify_fatal)
 827                         break;
 828
 829                 header_size = __hdr_size(td->o.verify);
 830                 if (td->o.verify_offset)
 831                         memswp(p, p + td->o.verify_offset, header_size);
 832                 hdr = p;
 833
 834                 /*
 835                  * Make rand_seed check pass when have verifysort or
 836                  * verify_backlog.
 837                  */
 838                 if (td->o.verifysort || (td->flags & TD_F_VER_BACKLOG))
 839                         io_u->rand_seed = hdr->rand_seed;
 840
 841                 if (td->o.verify != VERIFY_PATTERN_NO_HDR) {
 842                         ret = verify_header(io_u, td, hdr, hdr_num, hdr_inc);
 843                         if (ret)
 844                                 return ret;
 845                 }
 846
 847                 if (td->o.verify != VERIFY_NONE)
 848                         verify_type = td->o.verify;
 849                 else
 850                         verify_type = hdr->verify_type;
 851
 852                 switch (verify_type) {
 853                 case VERIFY_HDR_ONLY:
 854                         /* Header is always verified, check if pattern is left
 855                          * for verification. */
 856                         if (td->o.verify_pattern_bytes)
 857                                 ret = verify_io_u_pattern(hdr, &vc);
 858                         break;
 859                 case VERIFY_MD5:
 860                         ret = verify_io_u_md5(hdr, &vc);
 861                         break;
 862                 case VERIFY_CRC64:
 863                         ret = verify_io_u_crc64(hdr, &vc);
 864                         break;
 865                 case VERIFY_CRC32C:
 866                 case VERIFY_CRC32C_INTEL:
 867                         ret = verify_io_u_crc32c(hdr, &vc);
 868                         break;
 869                 case VERIFY_CRC32:
 870                         ret = verify_io_u_crc32(hdr, &vc);
 871                         break;
 872                 case VERIFY_CRC16:
 873                         ret = verify_io_u_crc16(hdr, &vc);
 874                         break;
 875                 case VERIFY_CRC7:
 876                         ret = verify_io_u_crc7(hdr, &vc);
 877                         break;
 878                 case VERIFY_SHA256:
 879                         ret = verify_io_u_sha256(hdr, &vc);
 880                         break;
 881                 case VERIFY_SHA512:
 882                         ret = verify_io_u_sha512(hdr, &vc);
 883                         break;
 884                 case VERIFY_XXHASH:
 885                         ret = verify_io_u_xxhash(hdr, &vc);
 886                         break;
 887                 case VERIFY_SHA1:
 888                         ret = verify_io_u_sha1(hdr, &vc);
 889                         break;
 890                 case VERIFY_PATTERN:
 891                 case VERIFY_PATTERN_NO_HDR:
 892                         ret = verify_io_u_pattern(hdr, &vc);
 893                         break;
 894                 default:
 895                         log_err("Bad verify type %u\n", hdr->verify_type);
 896                         ret = EINVAL;
 897                 }
 898
 899                 if (ret && verify_type != hdr->verify_type)
 900                         log_err("fio: verify type mismatch (%u media, %u given)\n",
 901                                         hdr->verify_type, verify_type);
 902         }
 903
 904 done:
 905         if (ret && td->o.verify_fatal)
 906                 fio_mark_td_terminate(td);
 907
 908         return ret;
 909 }
 910
 911 static void fill_xxhash(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 912 {
 913         struct vhdr_xxhash *vh = hdr_priv(hdr);
 914         void *state;
 915
 916         state = XXH32_init(1);
 917         XXH32_update(state, p, len);
 918         vh->hash = XXH32_digest(state);
 919 }
 920
 921 static void fill_sha512(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 922 {
 923         struct vhdr_sha512 *vh = hdr_priv(hdr);
 924         struct fio_sha512_ctx sha512_ctx = {
 925                 .buf = vh->sha512,
 926         };
 927
 928         fio_sha512_init(&sha512_ctx);
 929         fio_sha512_update(&sha512_ctx, p, len);
 930 }
 931
 932 static void fill_sha256(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 933 {
 934         struct vhdr_sha256 *vh = hdr_priv(hdr);
 935         struct fio_sha256_ctx sha256_ctx = {
 936                 .buf = vh->sha256,
 937         };
 938
 939         fio_sha256_init(&sha256_ctx);
 940         fio_sha256_update(&sha256_ctx, p, len);
 941         fio_sha256_final(&sha256_ctx);
 942 }
 943
 944 static void fill_sha1(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 945 {
 946         struct vhdr_sha1 *vh = hdr_priv(hdr);
 947         struct fio_sha1_ctx sha1_ctx = {
 948                 .H = vh->sha1,
 949         };
 950
 951         fio_sha1_init(&sha1_ctx);
 952         fio_sha1_update(&sha1_ctx, p, len);
 953         fio_sha1_final(&sha1_ctx);
 954 }
 955
 956 static void fill_crc7(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 957 {
 958         struct vhdr_crc7 *vh = hdr_priv(hdr);
 959
 960         vh->crc7 = fio_crc7(p, len);
 961 }
 962
 963 static void fill_crc16(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 964 {
 965         struct vhdr_crc16 *vh = hdr_priv(hdr);
 966
 967         vh->crc16 = fio_crc16(p, len);
 968 }
 969
 970 static void fill_crc32(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 971 {
 972         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
 973
 974         vh->crc32 = fio_crc32(p, len);
 975 }
 976
 977 static void fill_crc32c(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 978 {
 979         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
 980
 981         vh->crc32 = fio_crc32c(p, len);
 982 }
 983
 984 static void fill_crc64(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 985 {
 986         struct vhdr_crc64 *vh = hdr_priv(hdr);
 987
 988         vh->crc64 = fio_crc64(p, len);
 989 }
 990
 991 static void fill_md5(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 992 {
 993         struct vhdr_md5 *vh = hdr_priv(hdr);
 994         struct fio_md5_ctx md5_ctx = {
 995                 .hash = (uint32_t *) vh->md5_digest,
 996         };
 997
 998         fio_md5_init(&md5_ctx);
 999         fio_md5_update(&md5_ctx, p, len);
1000         fio_md5_final(&md5_ctx);
1001 }
1002
1003 static void __fill_hdr(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1004                        struct verify_header *hdr, unsigned int header_num,
1005                        unsigned int header_len, uint64_t rand_seed)
1006 {
1007         void *p = hdr;
1008
1009         hdr->magic = FIO_HDR_MAGIC;
1010         hdr->verify_type = td->o.verify;
1011         hdr->len = header_len;
1012         hdr->rand_seed = rand_seed;
1013         hdr->offset = io_u->offset + header_num * td->o.verify_interval;
1014         hdr->time_sec = io_u->start_time.tv_sec;
1015         hdr->time_usec = io_u->start_time.tv_usec;
1016         hdr->thread = td->thread_number;
1017         hdr->numberio = io_u->numberio;
1018         hdr->crc32 = fio_crc32c(p, offsetof(struct verify_header, crc32));
1019 }
1020
1021
1022 static void fill_hdr(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1023                      struct verify_header *hdr, unsigned int header_num,
1024                      unsigned int header_len, uint64_t rand_seed)
1025 {
1026
1027         if (td->o.verify != VERIFY_PATTERN_NO_HDR)
1028                 __fill_hdr(td, io_u, hdr, header_num, header_len, rand_seed);
1029 }
1030
1031 static void populate_hdr(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
1032                          struct verify_header *hdr, unsigned int header_num,
1033                          unsigned int header_len)
1034 {
1035         unsigned int data_len;
1036         void *data, *p;
1037
1038         p = (void *) hdr;
1039
1040         fill_hdr(td, io_u, hdr, header_num, header_len, io_u->rand_seed);
1041
1042         data_len = header_len - hdr_size(td, hdr);
1043
1044         data = p + hdr_size(td, hdr);
1045         switch (td->o.verify) {
1046         case VERIFY_MD5:
1047                 dprint(FD_VERIFY, "fill md5 io_u %p, len %u\n",
1048                                                 io_u, hdr->len);
1049                 fill_md5(hdr, data, data_len);
1050                 break;
1051         case VERIFY_CRC64:
1052                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc64 io_u %p, len %u\n",
1053                                                 io_u, hdr->len);
1054                 fill_crc64(hdr, data, data_len);
1055                 break;
1056         case VERIFY_CRC32C:
1057         case VERIFY_CRC32C_INTEL:
1058                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc32c io_u %p, len %u\n",
1059                                                 io_u, hdr->len);
1060                 fill_crc32c(hdr, data, data_len);
1061                 break;
1062         case VERIFY_CRC32:
1063                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc32 io_u %p, len %u\n",
1064                                                 io_u, hdr->len);
1065                 fill_crc32(hdr, data, data_len);
1066                 break;
1067         case VERIFY_CRC16:
1068                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc16 io_u %p, len %u\n",
1069                                                 io_u, hdr->len);
1070                 fill_crc16(hdr, data, data_len);
1071                 break;
1072         case VERIFY_CRC7:
1073                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc7 io_u %p, len %u\n",
1074                                                 io_u, hdr->len);
1075                 fill_crc7(hdr, data, data_len);
1076                 break;
1077         case VERIFY_SHA256:
1078                 dprint(FD_VERIFY, "fill sha256 io_u %p, len %u\n",
1079                                                 io_u, hdr->len);
1080                 fill_sha256(hdr, data, data_len);
1081                 break;
1082         case VERIFY_SHA512:
1083                 dprint(FD_VERIFY, "fill sha512 io_u %p, len %u\n",
1084                                                 io_u, hdr->len);
1085                 fill_sha512(hdr, data, data_len);
1086                 break;
1087         case VERIFY_XXHASH:
1088                 dprint(FD_VERIFY, "fill xxhash io_u %p, len %u\n",
1089                                                 io_u, hdr->len);
1090                 fill_xxhash(hdr, data, data_len);
1091                 break;
1092         case VERIFY_SHA1:
1093                 dprint(FD_VERIFY, "fill sha1 io_u %p, len %u\n",
1094                                                 io_u, hdr->len);
1095                 fill_sha1(hdr, data, data_len);
1096                 break;
1097         case VERIFY_HDR_ONLY:
1098         case VERIFY_PATTERN:
1099         case VERIFY_PATTERN_NO_HDR:
1100                 /* nothing to do here */
1101                 break;
1102         default:
1103                 log_err("fio: bad verify type: %d\n", td->o.verify);
1104                 assert(0);
1105         }
1106
1107         if (td->o.verify_offset && hdr_size(td, hdr))
1108                 memswp(p, p + td->o.verify_offset, hdr_size(td, hdr));
1109 }
1110
1111 /*
1112  * fill body of io_u->buf with random data and add a header with the
1113  * checksum of choice
1114  */
1115 void populate_verify_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1116 {
1117         if (td->o.verify == VERIFY_NULL)
1118                 return;
1119
1120         io_u->numberio = td->io_issues[io_u->ddir];
1121
1122         fill_pattern_headers(td, io_u, 0, 0);
1123 }
1124
1125 int get_next_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1126 {
1127         struct io_piece *ipo = NULL;
1128
1129         /*
1130          * this io_u is from a requeue, we already filled the offsets
1131          */
1132         if (io_u->file)
1133                 return 0;
1134
1135         if (!RB_EMPTY_ROOT(&td->io_hist_tree)) {
1136                 struct rb_node *n = rb_first(&td->io_hist_tree);
1137
1138                 ipo = rb_entry(n, struct io_piece, rb_node);
1139
1140                 /*
1141                  * Ensure that the associated IO has completed
1142                  */
1143                 read_barrier();
1144                 if (ipo->flags & IP_F_IN_FLIGHT)
1145                         goto nothing;
1146
1147                 rb_erase(n, &td->io_hist_tree);
1148                 assert(ipo->flags & IP_F_ONRB);
1149                 ipo->flags &= ~IP_F_ONRB;
1150         } else if (!flist_empty(&td->io_hist_list)) {
1151                 ipo = flist_first_entry(&td->io_hist_list, struct io_piece, list);
1152
1153                 /*
1154                  * Ensure that the associated IO has completed
1155                  */
1156                 read_barrier();
1157                 if (ipo->flags & IP_F_IN_FLIGHT)
1158                         goto nothing;
1159
1160                 flist_del(&ipo->list);
1161                 assert(ipo->flags & IP_F_ONLIST);
1162                 ipo->flags &= ~IP_F_ONLIST;
1163         }
1164
1165         if (ipo) {
1166                 td->io_hist_len--;
1167
1168                 io_u->offset = ipo->offset;
1169                 io_u->buflen = ipo->len;
1170                 io_u->numberio = ipo->numberio;
1171                 io_u->file = ipo->file;
1172                 io_u_set(td, io_u, IO_U_F_VER_LIST);
1173
1174                 if (ipo->flags & IP_F_TRIMMED)
1175                         io_u_set(td, io_u, IO_U_F_TRIMMED);
1176
1177                 if (!fio_file_open(io_u->file)) {
1178                         int r = td_io_open_file(td, io_u->file);
1179
1180                         if (r) {
1181                                 dprint(FD_VERIFY, "failed file %s open\n",
1182                                                 io_u->file->file_name);
1183                                 return 1;
1184                         }
1185                 }
1186
1187                 get_file(ipo->file);
1188                 assert(fio_file_open(io_u->file));
1189                 io_u->ddir = DDIR_READ;
1190                 io_u->xfer_buf = io_u->buf;
1191                 io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
1192
1193                 remove_trim_entry(td, ipo);
1194                 free(ipo);
1195                 dprint(FD_VERIFY, "get_next_verify: ret io_u %p\n", io_u);
1196
1197                 if (!td->o.verify_pattern_bytes) {
1198                         io_u->rand_seed = __rand(&td->verify_state);
1199                         if (sizeof(int) != sizeof(long *))
1200                                 io_u->rand_seed *= __rand(&td->verify_state);
1201                 }
1202                 return 0;
1203         }
1204
1205 nothing:
1206         dprint(FD_VERIFY, "get_next_verify: empty\n");
1207         return 1;
1208 }
1209
1210 void fio_verify_init(struct thread_data *td)
1211 {
1212         if (td->o.verify == VERIFY_CRC32C_INTEL ||
1213             td->o.verify == VERIFY_CRC32C) {
1214                 crc32c_intel_probe();
1215         }
1216 }
1217
1218 static void *verify_async_thread(void *data)
1219 {
1220         struct thread_data *td = data;
1221         struct io_u *io_u;
1222         int ret = 0;
1223
1224         if (fio_option_is_set(&td->o, verify_cpumask) &&
1225             fio_setaffinity(td->pid, td->o.verify_cpumask)) {
1226                 log_err("fio: failed setting verify thread affinity\n");
1227                 goto done;
1228         }
1229
1230         do {
1231                 FLIST_HEAD(list);
1232
1233                 read_barrier();
1234                 if (td->verify_thread_exit)
1235                         break;
1236
1237                 pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
1238
1239                 while (flist_empty(&td->verify_list) &&
1240                        !td->verify_thread_exit) {
1241                         ret = pthread_cond_wait(&td->verify_cond,
1242                                                         &td->io_u_lock);
1243                         if (ret) {
1244                                 pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1245                                 break;
1246                         }
1247                 }
1248
1249                 flist_splice_init(&td->verify_list, &list);
1250                 pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1251
1252                 if (flist_empty(&list))
1253                         continue;
1254
1255                 while (!flist_empty(&list)) {
1256                         io_u = flist_first_entry(&list, struct io_u, verify_list);
1257                         flist_del_init(&io_u->verify_list);
1258
1259                         io_u_set(td, io_u, IO_U_F_NO_FILE_PUT);
1260                         ret = verify_io_u(td, &io_u);
1261
1262                         put_io_u(td, io_u);
1263                         if (!ret)
1264                                 continue;
1265                         if (td_non_fatal_error(td, ERROR_TYPE_VERIFY_BIT, ret)) {
1266                                 update_error_count(td, ret);
1267                                 td_clear_error(td);
1268                                 ret = 0;
1269                         }
1270                 }
1271         } while (!ret);
1272
1273         if (ret) {
1274                 td_verror(td, ret, "async_verify");
1275                 if (td->o.verify_fatal)
1276                         fio_mark_td_terminate(td);
1277         }
1278
1279 done:
1280         pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
1281         td->nr_verify_threads--;
1282         pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1283
1284         pthread_cond_signal(&td->free_cond);
1285         return NULL;
1286 }
1287
1288 int verify_async_init(struct thread_data *td)
1289 {
1290         int i, ret;
1291         pthread_attr_t attr;
1292
1293         pthread_attr_init(&attr);
1294         pthread_attr_setstacksize(&attr, 2 * PTHREAD_STACK_MIN);
1295
1296         td->verify_thread_exit = 0;
1297
1298         td->verify_threads = malloc(sizeof(pthread_t) * td->o.verify_async);
1299         for (i = 0; i < td->o.verify_async; i++) {
1300                 ret = pthread_create(&td->verify_threads[i], &attr,
1301                                         verify_async_thread, td);
1302                 if (ret) {
1303                         log_err("fio: async verify creation failed: %s\n",
1304                                         strerror(ret));
1305                         break;
1306                 }
1307                 ret = pthread_detach(td->verify_threads[i]);
1308                 if (ret) {
1309                         log_err("fio: async verify thread detach failed: %s\n",
1310                                         strerror(ret));
1311                         break;
1312                 }
1313                 td->nr_verify_threads++;
1314         }
1315
1316         pthread_attr_destroy(&attr);
1317
1318         if (i != td->o.verify_async) {
1319                 log_err("fio: only %d verify threads started, exiting\n", i);
1320                 td->verify_thread_exit = 1;
1321                 write_barrier();
1322                 pthread_cond_broadcast(&td->verify_cond);
1323                 return 1;
1324         }
1325
1326         return 0;
1327 }
1328
1329 void verify_async_exit(struct thread_data *td)
1330 {
1331         td->verify_thread_exit = 1;
1332         write_barrier();
1333         pthread_cond_broadcast(&td->verify_cond);
1334
1335         pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
1336
1337         while (td->nr_verify_threads)
1338                 pthread_cond_wait(&td->free_cond, &td->io_u_lock);
1339
1340         pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1341         free(td->verify_threads);
1342         td->verify_threads = NULL;
1343 }
1344
1345 int paste_blockoff(char *buf, unsigned int len, void *priv)
1346 {
1347         struct io_u *io = priv;
1348         unsigned long long off;
1349
1350         typecheck(typeof(off), io->offset);
1351         off = cpu_to_le64((uint64_t)io->offset);
1352         len = min(len, (unsigned int)sizeof(off));
1353         memcpy(buf, &off, len);
1354         return 0;
1355 }
1356
1357 static int __fill_file_completions(struct thread_data *td,
1358                                    struct thread_io_list *s,
1359                                    struct fio_file *f, unsigned int *index)
1360 {
1361         unsigned int comps;
1362         int i, j;
1363
1364         if (!f->last_write_comp)
1365                 return 0;
1366
1367         if (td->io_blocks[DDIR_WRITE] < td->o.iodepth)
1368                 comps = td->io_blocks[DDIR_WRITE];
1369         else
1370                 comps = td->o.iodepth;
1371
1372         j = f->last_write_idx - 1;
1373         for (i = 0; i < comps; i++) {
1374                 if (j == -1)
1375                         j = td->o.iodepth - 1;
1376                 s->comps[*index].fileno = __cpu_to_le64(f->fileno);
1377                 s->comps[*index].offset = cpu_to_le64(f->last_write_comp[j]);
1378                 (*index)++;
1379                 j--;
1380         }
1381
1382         return comps;
1383 }
1384
1385 static int fill_file_completions(struct thread_data *td,
1386                                  struct thread_io_list *s, unsigned int *index)
1387 {
1388         struct fio_file *f;
1389         unsigned int i;
1390         int comps = 0;
1391
1392         for_each_file(td, f, i)
1393                 comps += __fill_file_completions(td, s, f, index);
1394
1395         return comps;
1396 }
1397
1398 struct all_io_list *get_all_io_list(int save_mask, size_t *sz)
1399 {
1400         struct all_io_list *rep;
1401         struct thread_data *td;
1402         size_t depth;
1403         void *next;
1404         int i, nr;
1405
1406         compiletime_assert(sizeof(struct all_io_list) == 8, "all_io_list");
1407
1408         /*
1409          * Calculate reply space needed. We need one 'io_state' per thread,
1410          * and the size will vary depending on depth.
1411          */
1412         depth = 0;
1413         nr = 0;
1414         for_each_td(td, i) {
1415                 if (save_mask != IO_LIST_ALL && (i + 1) != save_mask)
1416                         continue;
1417                 td->stop_io = 1;
1418                 td->flags |= TD_F_VSTATE_SAVED;
1419                 depth += (td->o.iodepth * td->o.nr_files);
1420                 nr++;
1421         }
1422
1423         if (!nr)
1424                 return NULL;
1425
1426         *sz = sizeof(*rep);
1427         *sz += nr * sizeof(struct thread_io_list);
1428         *sz += depth * sizeof(struct file_comp);
1429         rep = malloc(*sz);
1430         memset(rep, 0, *sz);
1431
1432         rep->threads = cpu_to_le64((uint64_t) nr);
1433
1434         next = &rep->state[0];
1435         for_each_td(td, i) {
1436                 struct thread_io_list *s = next;
1437                 unsigned int comps, index = 0;
1438
1439                 if (save_mask != IO_LIST_ALL && (i + 1) != save_mask)
1440                         continue;
1441
1442                 comps = fill_file_completions(td, s, &index);
1443
1444                 s->no_comps = cpu_to_le64((uint64_t) comps);
1445                 s->depth = cpu_to_le64((uint64_t) td->o.iodepth);
1446                 s->nofiles = cpu_to_le64((uint64_t) td->o.nr_files);
1447                 s->numberio = cpu_to_le64((uint64_t) td->io_issues[DDIR_WRITE]);
1448                 s->index = cpu_to_le64((uint64_t) i);
1449                 if (td->random_state.use64) {
1450                         s->rand.state64.s[0] = cpu_to_le64(td->random_state.state64.s1);
1451                         s->rand.state64.s[1] = cpu_to_le64(td->random_state.state64.s2);
1452                         s->rand.state64.s[2] = cpu_to_le64(td->random_state.state64.s3);
1453                         s->rand.state64.s[3] = cpu_to_le64(td->random_state.state64.s4);
1454                         s->rand.state64.s[4] = cpu_to_le64(td->random_state.state64.s5);
1455                         s->rand.state64.s[5] = 0;
1456                         s->rand.use64 = cpu_to_le64((uint64_t)1);
1457                 } else {
1458                         s->rand.state32.s[0] = cpu_to_le32(td->random_state.state32.s1);
1459                         s->rand.state32.s[1] = cpu_to_le32(td->random_state.state32.s2);
1460                         s->rand.state32.s[2] = cpu_to_le32(td->random_state.state32.s3);
1461                         s->rand.state32.s[3] = 0;
1462                         s->rand.use64 = 0;
1463                 }
1464                 s->name[sizeof(s->name) - 1] = '\0';
1465                 strncpy((char *) s->name, td->o.name, sizeof(s->name) - 1);
1466                 next = io_list_next(s);
1467         }
1468
1469         return rep;
1470 }
1471
1472 static int open_state_file(const char *name, const char *prefix, int num,
1473                            int for_write)
1474 {
1475         char out[PATH_MAX];
1476         int flags;
1477         int fd;
1478
1479         if (for_write)
1480                 flags = O_CREAT | O_TRUNC | O_WRONLY | O_SYNC;
1481         else
1482                 flags = O_RDONLY;
1483
1484         verify_state_gen_name(out, sizeof(out), name, prefix, num);
1485
1486         fd = open(out, flags, 0644);
1487         if (fd == -1) {
1488                 perror("fio: open state file");
1489                 log_err("fio: state file: %s (for_write=%d)\n", out, for_write);
1490                 return -1;
1491         }
1492
1493         return fd;
1494 }
1495
1496 static int write_thread_list_state(struct thread_io_list *s,
1497                                    const char *prefix)
1498 {
1499         struct verify_state_hdr hdr;
1500         uint64_t crc;
1501         ssize_t ret;
1502         int fd;
1503
1504         fd = open_state_file((const char *) s->name, prefix, s->index, 1);
1505         if (fd == -1)
1506                 return 1;
1507
1508         crc = fio_crc32c((void *)s, thread_io_list_sz(s));
1509
1510         hdr.version = cpu_to_le64((uint64_t) VSTATE_HDR_VERSION);
1511         hdr.size = cpu_to_le64((uint64_t) thread_io_list_sz(s));
1512         hdr.crc = cpu_to_le64(crc);
1513         ret = write(fd, &hdr, sizeof(hdr));
1514         if (ret != sizeof(hdr))
1515                 goto write_fail;
1516
1517         ret = write(fd, s, thread_io_list_sz(s));
1518         if (ret != thread_io_list_sz(s)) {
1519 write_fail:
1520                 if (ret < 0)
1521                         perror("fio: write state file");
1522                 log_err("fio: failed to write state file\n");
1523                 ret = 1;
1524         } else
1525                 ret = 0;
1526
1527         close(fd);
1528         return ret;
1529 }
1530
1531 void __verify_save_state(struct all_io_list *state, const char *prefix)
1532 {
1533         struct thread_io_list *s = &state->state[0];
1534         unsigned int i;
1535
1536         for (i = 0; i < le64_to_cpu(state->threads); i++) {
1537                 write_thread_list_state(s,  prefix);
1538                 s = io_list_next(s);
1539         }
1540 }
1541
1542 void verify_save_state(int mask)
1543 {
1544         struct all_io_list *state;
1545         size_t sz;
1546
1547         state = get_all_io_list(mask, &sz);
1548         if (state) {
1549                 char prefix[PATH_MAX];
1550
1551                 if (aux_path)
1552                         sprintf(prefix, "%s%slocal", aux_path, FIO_OS_PATH_SEPARATOR);
1553                 else
1554                         strcpy(prefix, "local");
1555
1556                 __verify_save_state(state, prefix);
1557                 free(state);
1558         }
1559 }
1560
1561 void verify_free_state(struct thread_data *td)
1562 {
1563         if (td->vstate)
1564                 free(td->vstate);
1565 }
1566
1567 void verify_assign_state(struct thread_data *td, void *p)
1568 {
1569         struct thread_io_list *s = p;
1570         int i;
1571
1572         s->no_comps = le64_to_cpu(s->no_comps);
1573         s->depth = le32_to_cpu(s->depth);
1574         s->nofiles = le32_to_cpu(s->nofiles);
1575         s->numberio = le64_to_cpu(s->numberio);
1576         s->rand.use64 = le64_to_cpu(s->rand.use64);
1577
1578         if (s->rand.use64) {
1579                 for (i = 0; i < 6; i++)
1580                         s->rand.state64.s[i] = le64_to_cpu(s->rand.state64.s[i]);
1581         } else {
1582                 for (i = 0; i < 4; i++)
1583                         s->rand.state32.s[i] = le32_to_cpu(s->rand.state32.s[i]);
1584         }
1585
1586         for (i = 0; i < s->no_comps; i++) {
1587                 s->comps[i].fileno = le64_to_cpu(s->comps[i].fileno);
1588                 s->comps[i].offset = le64_to_cpu(s->comps[i].offset);
1589         }
1590
1591         td->vstate = p;
1592 }
1593
1594 int verify_state_hdr(struct verify_state_hdr *hdr, struct thread_io_list *s)
1595 {
1596         uint64_t crc;
1597
1598         hdr->version = le64_to_cpu(hdr->version);
1599         hdr->size = le64_to_cpu(hdr->size);
1600         hdr->crc = le64_to_cpu(hdr->crc);
1601
1602         if (hdr->version != VSTATE_HDR_VERSION)
1603                 return 1;
1604
1605         crc = fio_crc32c((void *)s, hdr->size);
1606         if (crc != hdr->crc)
1607                 return 1;
1608
1609         return 0;
1610 }
1611
1612 int verify_load_state(struct thread_data *td, const char *prefix)
1613 {
1614         struct verify_state_hdr hdr;
1615         void *s = NULL;
1616         uint64_t crc;
1617         ssize_t ret;
1618         int fd;
1619
1620         if (!td->o.verify_state)
1621                 return 0;
1622
1623         fd = open_state_file(td->o.name, prefix, td->thread_number - 1, 0);
1624         if (fd == -1)
1625                 return 1;
1626
1627         ret = read(fd, &hdr, sizeof(hdr));
1628         if (ret != sizeof(hdr)) {
1629                 if (ret < 0)
1630                         td_verror(td, errno, "read verify state hdr");
1631                 log_err("fio: failed reading verify state header\n");
1632                 goto err;
1633         }
1634
1635         hdr.version = le64_to_cpu(hdr.version);
1636         hdr.size = le64_to_cpu(hdr.size);
1637         hdr.crc = le64_to_cpu(hdr.crc);
1638
1639         if (hdr.version != VSTATE_HDR_VERSION) {
1640                 log_err("fio: unsupported (%d) version in verify state header\n",
1641                                 (unsigned int) hdr.version);
1642                 goto err;
1643         }
1644
1645         s = malloc(hdr.size);
1646         ret = read(fd, s, hdr.size);
1647         if (ret != hdr.size) {
1648                 if (ret < 0)
1649                         td_verror(td, errno, "read verify state");
1650                 log_err("fio: failed reading verity state\n");
1651                 goto err;
1652         }
1653
1654         crc = fio_crc32c(s, hdr.size);
1655         if (crc != hdr.crc) {
1656                 log_err("fio: verify state is corrupt\n");
1657                 goto err;
1658         }
1659
1660         close(fd);
1661
1662         verify_assign_state(td, s);
1663         return 0;
1664 err:
1665         if (s)
1666                 free(s);
1667         close(fd);
1668         return 1;
1669 }
1670
1671 /*
1672  * Use the loaded verify state to know when to stop doing verification
1673  */
1674 int verify_state_should_stop(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1675 {
1676         struct thread_io_list *s = td->vstate;
1677         struct fio_file *f = io_u->file;
1678         int i;
1679
1680         if (!s || !f)
1681                 return 0;
1682
1683         /*
1684          * If we're not into the window of issues - depth yet, continue. If
1685          * issue is shorter than depth, do check.
1686          */
1687         if ((td->io_blocks[DDIR_READ] < s->depth ||
1688             s->numberio - td->io_blocks[DDIR_READ] > s->depth) &&
1689             s->numberio > s->depth)
1690                 return 0;
1691
1692         /*
1693          * We're in the window of having to check if this io was
1694          * completed or not. If the IO was seen as completed, then
1695          * lets verify it.
1696          */
1697         for (i = 0; i < s->no_comps; i++) {
1698                 if (s->comps[i].fileno != f->fileno)
1699                         continue;
1700                 if (io_u->offset == s->comps[i].offset)
1701                         return 0;
1702         }
1703
1704         /*
1705          * Not found, we have to stop
1706          */
1707         return 1;
1708 }