verify: ensure that verify_interval is always a factor of min/max bs
[fio.git] / 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                         log_verify_failure(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_ARM64 ||
1214             td->o.verify == VERIFY_CRC32C) {
1215                 crc32c_arm64_probe();
1216                 crc32c_intel_probe();
1217         }
1218 }
1219
1220 static void *verify_async_thread(void *data)
1221 {
1222         struct thread_data *td = data;
1223         struct io_u *io_u;
1224         int ret = 0;
1225
1226         if (fio_option_is_set(&td->o, verify_cpumask) &&
1227             fio_setaffinity(td->pid, td->o.verify_cpumask)) {
1228                 log_err("fio: failed setting verify thread affinity\n");
1229                 goto done;
1230         }
1231
1232         do {
1233                 FLIST_HEAD(list);
1234
1235                 read_barrier();
1236                 if (td->verify_thread_exit)
1237                         break;
1238
1239                 pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
1240
1241                 while (flist_empty(&td->verify_list) &&
1242                        !td->verify_thread_exit) {
1243                         ret = pthread_cond_wait(&td->verify_cond,
1244                                                         &td->io_u_lock);
1245                         if (ret) {
1246                                 pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1247                                 break;
1248                         }
1249                 }
1250
1251                 flist_splice_init(&td->verify_list, &list);
1252                 pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1253
1254                 if (flist_empty(&list))
1255                         continue;
1256
1257                 while (!flist_empty(&list)) {
1258                         io_u = flist_first_entry(&list, struct io_u, verify_list);
1259                         flist_del_init(&io_u->verify_list);
1260
1261                         io_u_set(td, io_u, IO_U_F_NO_FILE_PUT);
1262                         ret = verify_io_u(td, &io_u);
1263
1264                         put_io_u(td, io_u);
1265                         if (!ret)
1266                                 continue;
1267                         if (td_non_fatal_error(td, ERROR_TYPE_VERIFY_BIT, ret)) {
1268                                 update_error_count(td, ret);
1269                                 td_clear_error(td);
1270                                 ret = 0;
1271                         }
1272                 }
1273         } while (!ret);
1274
1275         if (ret) {
1276                 td_verror(td, ret, "async_verify");
1277                 if (td->o.verify_fatal)
1278                         fio_mark_td_terminate(td);
1279         }
1280
1281 done:
1282         pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
1283         td->nr_verify_threads--;
1284         pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1285
1286         pthread_cond_signal(&td->free_cond);
1287         return NULL;
1288 }
1289
1290 int verify_async_init(struct thread_data *td)
1291 {
1292         int i, ret;
1293         pthread_attr_t attr;
1294
1295         pthread_attr_init(&attr);
1296         pthread_attr_setstacksize(&attr, 2 * PTHREAD_STACK_MIN);
1297
1298         td->verify_thread_exit = 0;
1299
1300         td->verify_threads = malloc(sizeof(pthread_t) * td->o.verify_async);
1301         for (i = 0; i < td->o.verify_async; i++) {
1302                 ret = pthread_create(&td->verify_threads[i], &attr,
1303                                         verify_async_thread, td);
1304                 if (ret) {
1305                         log_err("fio: async verify creation failed: %s\n",
1306                                         strerror(ret));
1307                         break;
1308                 }
1309                 ret = pthread_detach(td->verify_threads[i]);
1310                 if (ret) {
1311                         log_err("fio: async verify thread detach failed: %s\n",
1312                                         strerror(ret));
1313                         break;
1314                 }
1315                 td->nr_verify_threads++;
1316         }
1317
1318         pthread_attr_destroy(&attr);
1319
1320         if (i != td->o.verify_async) {
1321                 log_err("fio: only %d verify threads started, exiting\n", i);
1322                 td->verify_thread_exit = 1;
1323                 write_barrier();
1324                 pthread_cond_broadcast(&td->verify_cond);
1325                 return 1;
1326         }
1327
1328         return 0;
1329 }
1330
1331 void verify_async_exit(struct thread_data *td)
1332 {
1333         td->verify_thread_exit = 1;
1334         write_barrier();
1335         pthread_cond_broadcast(&td->verify_cond);
1336
1337         pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
1338
1339         while (td->nr_verify_threads)
1340                 pthread_cond_wait(&td->free_cond, &td->io_u_lock);
1341
1342         pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1343         free(td->verify_threads);
1344         td->verify_threads = NULL;
1345 }
1346
1347 int paste_blockoff(char *buf, unsigned int len, void *priv)
1348 {
1349         struct io_u *io = priv;
1350         unsigned long long off;
1351
1352         typecheck(typeof(off), io->offset);
1353         off = cpu_to_le64((uint64_t)io->offset);
1354         len = min(len, (unsigned int)sizeof(off));
1355         memcpy(buf, &off, len);
1356         return 0;
1357 }
1358
1359 static int __fill_file_completions(struct thread_data *td,
1360                                    struct thread_io_list *s,
1361                                    struct fio_file *f, unsigned int *index)
1362 {
1363         unsigned int comps;
1364         int i, j;
1365
1366         if (!f->last_write_comp)
1367                 return 0;
1368
1369         if (td->io_blocks[DDIR_WRITE] < td->o.iodepth)
1370                 comps = td->io_blocks[DDIR_WRITE];
1371         else
1372                 comps = td->o.iodepth;
1373
1374         j = f->last_write_idx - 1;
1375         for (i = 0; i < comps; i++) {
1376                 if (j == -1)
1377                         j = td->o.iodepth - 1;
1378                 s->comps[*index].fileno = __cpu_to_le64(f->fileno);
1379                 s->comps[*index].offset = cpu_to_le64(f->last_write_comp[j]);
1380                 (*index)++;
1381                 j--;
1382         }
1383
1384         return comps;
1385 }
1386
1387 static int fill_file_completions(struct thread_data *td,
1388                                  struct thread_io_list *s, unsigned int *index)
1389 {
1390         struct fio_file *f;
1391         unsigned int i;
1392         int comps = 0;
1393
1394         for_each_file(td, f, i)
1395                 comps += __fill_file_completions(td, s, f, index);
1396
1397         return comps;
1398 }
1399
1400 struct all_io_list *get_all_io_list(int save_mask, size_t *sz)
1401 {
1402         struct all_io_list *rep;
1403         struct thread_data *td;
1404         size_t depth;
1405         void *next;
1406         int i, nr;
1407
1408         compiletime_assert(sizeof(struct all_io_list) == 8, "all_io_list");
1409
1410         /*
1411          * Calculate reply space needed. We need one 'io_state' per thread,
1412          * and the size will vary depending on depth.
1413          */
1414         depth = 0;
1415         nr = 0;
1416         for_each_td(td, i) {
1417                 if (save_mask != IO_LIST_ALL && (i + 1) != save_mask)
1418                         continue;
1419                 td->stop_io = 1;
1420                 td->flags |= TD_F_VSTATE_SAVED;
1421                 depth += (td->o.iodepth * td->o.nr_files);
1422                 nr++;
1423         }
1424
1425         if (!nr)
1426                 return NULL;
1427
1428         *sz = sizeof(*rep);
1429         *sz += nr * sizeof(struct thread_io_list);
1430         *sz += depth * sizeof(struct file_comp);
1431         rep = malloc(*sz);
1432         memset(rep, 0, *sz);
1433
1434         rep->threads = cpu_to_le64((uint64_t) nr);
1435
1436         next = &rep->state[0];
1437         for_each_td(td, i) {
1438                 struct thread_io_list *s = next;
1439                 unsigned int comps, index = 0;
1440
1441                 if (save_mask != IO_LIST_ALL && (i + 1) != save_mask)
1442                         continue;
1443
1444                 comps = fill_file_completions(td, s, &index);
1445
1446                 s->no_comps = cpu_to_le64((uint64_t) comps);
1447                 s->depth = cpu_to_le64((uint64_t) td->o.iodepth);
1448                 s->nofiles = cpu_to_le64((uint64_t) td->o.nr_files);
1449                 s->numberio = cpu_to_le64((uint64_t) td->io_issues[DDIR_WRITE]);
1450                 s->index = cpu_to_le64((uint64_t) i);
1451                 if (td->random_state.use64) {
1452                         s->rand.state64.s[0] = cpu_to_le64(td->random_state.state64.s1);
1453                         s->rand.state64.s[1] = cpu_to_le64(td->random_state.state64.s2);
1454                         s->rand.state64.s[2] = cpu_to_le64(td->random_state.state64.s3);
1455                         s->rand.state64.s[3] = cpu_to_le64(td->random_state.state64.s4);
1456                         s->rand.state64.s[4] = cpu_to_le64(td->random_state.state64.s5);
1457                         s->rand.state64.s[5] = 0;
1458                         s->rand.use64 = cpu_to_le64((uint64_t)1);
1459                 } else {
1460                         s->rand.state32.s[0] = cpu_to_le32(td->random_state.state32.s1);
1461                         s->rand.state32.s[1] = cpu_to_le32(td->random_state.state32.s2);
1462                         s->rand.state32.s[2] = cpu_to_le32(td->random_state.state32.s3);
1463                         s->rand.state32.s[3] = 0;
1464                         s->rand.use64 = 0;
1465                 }
1466                 s->name[sizeof(s->name) - 1] = '\0';
1467                 strncpy((char *) s->name, td->o.name, sizeof(s->name) - 1);
1468                 next = io_list_next(s);
1469         }
1470
1471         return rep;
1472 }
1473
1474 static int open_state_file(const char *name, const char *prefix, int num,
1475                            int for_write)
1476 {
1477         char out[PATH_MAX];
1478         int flags;
1479         int fd;
1480
1481         if (for_write)
1482                 flags = O_CREAT | O_TRUNC | O_WRONLY | O_SYNC;
1483         else
1484                 flags = O_RDONLY;
1485
1486         verify_state_gen_name(out, sizeof(out), name, prefix, num);
1487
1488         fd = open(out, flags, 0644);
1489         if (fd == -1) {
1490                 perror("fio: open state file");
1491                 log_err("fio: state file: %s (for_write=%d)\n", out, for_write);
1492                 return -1;
1493         }
1494
1495         return fd;
1496 }
1497
1498 static int write_thread_list_state(struct thread_io_list *s,
1499                                    const char *prefix)
1500 {
1501         struct verify_state_hdr hdr;
1502         uint64_t crc;
1503         ssize_t ret;
1504         int fd;
1505
1506         fd = open_state_file((const char *) s->name, prefix, s->index, 1);
1507         if (fd == -1)
1508                 return 1;
1509
1510         crc = fio_crc32c((void *)s, thread_io_list_sz(s));
1511
1512         hdr.version = cpu_to_le64((uint64_t) VSTATE_HDR_VERSION);
1513         hdr.size = cpu_to_le64((uint64_t) thread_io_list_sz(s));
1514         hdr.crc = cpu_to_le64(crc);
1515         ret = write(fd, &hdr, sizeof(hdr));
1516         if (ret != sizeof(hdr))
1517                 goto write_fail;
1518
1519         ret = write(fd, s, thread_io_list_sz(s));
1520         if (ret != thread_io_list_sz(s)) {
1521 write_fail:
1522                 if (ret < 0)
1523                         perror("fio: write state file");
1524                 log_err("fio: failed to write state file\n");
1525                 ret = 1;
1526         } else
1527                 ret = 0;
1528
1529         close(fd);
1530         return ret;
1531 }
1532
1533 void __verify_save_state(struct all_io_list *state, const char *prefix)
1534 {
1535         struct thread_io_list *s = &state->state[0];
1536         unsigned int i;
1537
1538         for (i = 0; i < le64_to_cpu(state->threads); i++) {
1539                 write_thread_list_state(s,  prefix);
1540                 s = io_list_next(s);
1541         }
1542 }
1543
1544 void verify_save_state(int mask)
1545 {
1546         struct all_io_list *state;
1547         size_t sz;
1548
1549         state = get_all_io_list(mask, &sz);
1550         if (state) {
1551                 char prefix[PATH_MAX];
1552
1553                 if (aux_path)
1554                         sprintf(prefix, "%s%slocal", aux_path, FIO_OS_PATH_SEPARATOR);
1555                 else
1556                         strcpy(prefix, "local");
1557
1558                 __verify_save_state(state, prefix);
1559                 free(state);
1560         }
1561 }
1562
1563 void verify_free_state(struct thread_data *td)
1564 {
1565         if (td->vstate)
1566                 free(td->vstate);
1567 }
1568
1569 void verify_assign_state(struct thread_data *td, void *p)
1570 {
1571         struct thread_io_list *s = p;
1572         int i;
1573
1574         s->no_comps = le64_to_cpu(s->no_comps);
1575         s->depth = le32_to_cpu(s->depth);
1576         s->nofiles = le32_to_cpu(s->nofiles);
1577         s->numberio = le64_to_cpu(s->numberio);
1578         s->rand.use64 = le64_to_cpu(s->rand.use64);
1579
1580         if (s->rand.use64) {
1581                 for (i = 0; i < 6; i++)
1582                         s->rand.state64.s[i] = le64_to_cpu(s->rand.state64.s[i]);
1583         } else {
1584                 for (i = 0; i < 4; i++)
1585                         s->rand.state32.s[i] = le32_to_cpu(s->rand.state32.s[i]);
1586         }
1587
1588         for (i = 0; i < s->no_comps; i++) {
1589                 s->comps[i].fileno = le64_to_cpu(s->comps[i].fileno);
1590                 s->comps[i].offset = le64_to_cpu(s->comps[i].offset);
1591         }
1592
1593         td->vstate = p;
1594 }
1595
1596 int verify_state_hdr(struct verify_state_hdr *hdr, struct thread_io_list *s)
1597 {
1598         uint64_t crc;
1599
1600         hdr->version = le64_to_cpu(hdr->version);
1601         hdr->size = le64_to_cpu(hdr->size);
1602         hdr->crc = le64_to_cpu(hdr->crc);
1603
1604         if (hdr->version != VSTATE_HDR_VERSION)
1605                 return 1;
1606
1607         crc = fio_crc32c((void *)s, hdr->size);
1608         if (crc != hdr->crc)
1609                 return 1;
1610
1611         return 0;
1612 }
1613
1614 int verify_load_state(struct thread_data *td, const char *prefix)
1615 {
1616         struct verify_state_hdr hdr;
1617         void *s = NULL;
1618         uint64_t crc;
1619         ssize_t ret;
1620         int fd;
1621
1622         if (!td->o.verify_state)
1623                 return 0;
1624
1625         fd = open_state_file(td->o.name, prefix, td->thread_number - 1, 0);
1626         if (fd == -1)
1627                 return 1;
1628
1629         ret = read(fd, &hdr, sizeof(hdr));
1630         if (ret != sizeof(hdr)) {
1631                 if (ret < 0)
1632                         td_verror(td, errno, "read verify state hdr");
1633                 log_err("fio: failed reading verify state header\n");
1634                 goto err;
1635         }
1636
1637         hdr.version = le64_to_cpu(hdr.version);
1638         hdr.size = le64_to_cpu(hdr.size);
1639         hdr.crc = le64_to_cpu(hdr.crc);
1640
1641         if (hdr.version != VSTATE_HDR_VERSION) {
1642                 log_err("fio: unsupported (%d) version in verify state header\n",
1643                                 (unsigned int) hdr.version);
1644                 goto err;
1645         }
1646
1647         s = malloc(hdr.size);
1648         ret = read(fd, s, hdr.size);
1649         if (ret != hdr.size) {
1650                 if (ret < 0)
1651                         td_verror(td, errno, "read verify state");
1652                 log_err("fio: failed reading verity state\n");
1653                 goto err;
1654         }
1655
1656         crc = fio_crc32c(s, hdr.size);
1657         if (crc != hdr.crc) {
1658                 log_err("fio: verify state is corrupt\n");
1659                 goto err;
1660         }
1661
1662         close(fd);
1663
1664         verify_assign_state(td, s);
1665         return 0;
1666 err:
1667         if (s)
1668                 free(s);
1669         close(fd);
1670         return 1;
1671 }
1672
1673 /*
1674  * Use the loaded verify state to know when to stop doing verification
1675  */
1676 int verify_state_should_stop(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
1677 {
1678         struct thread_io_list *s = td->vstate;
1679         struct fio_file *f = io_u->file;
1680         int i;
1681
1682         if (!s || !f)
1683                 return 0;
1684
1685         /*
1686          * If we're not into the window of issues - depth yet, continue. If
1687          * issue is shorter than depth, do check.
1688          */
1689         if ((td->io_blocks[DDIR_READ] < s->depth ||
1690             s->numberio - td->io_blocks[DDIR_READ] > s->depth) &&
1691             s->numberio > s->depth)
1692                 return 0;
1693
1694         /*
1695          * We're in the window of having to check if this io was
1696          * completed or not. If the IO was seen as completed, then
1697          * lets verify it.
1698          */
1699         for (i = 0; i < s->no_comps; i++) {
1700                 if (s->comps[i].fileno != f->fileno)
1701                         continue;
1702                 if (io_u->offset == s->comps[i].offset)
1703                         return 0;
1704         }
1705
1706         /*
1707          * Not found, we have to stop
1708          */
1709         return 1;
1710 }