verify.c

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