verify.c

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