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
  17 #include "crc/md5.h"
  18 #include "crc/crc64.h"
  19 #include "crc/crc32.h"
  20 #include "crc/crc32c.h"
  21 #include "crc/crc16.h"
  22 #include "crc/crc7.h"
  23 #include "crc/sha256.h"
  24 #include "crc/sha512.h"
  25 #include "crc/sha1.h"
  26
  27 static void populate_hdr(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
  28                          struct verify_header *hdr, unsigned int header_num,
  29                          unsigned int header_len);
  30
  31 void fill_pattern(struct thread_data *td, void *p, unsigned int len, struct io_u *io_u, unsigned long seed, int use_seed)
  32 {
  33         switch (td->o.verify_pattern_bytes) {
  34         case 0:
  35                 dprint(FD_VERIFY, "fill random bytes len=%u\n", len);
  36                 if (use_seed)
  37                         __fill_random_buf(p, len, seed);
  38                 else
  39                         io_u->rand_seed = fill_random_buf(&td->buf_state, p, len);
  40                 break;
  41         case 1:
  42                 if (io_u->buf_filled_len >= len) {
  43                         dprint(FD_VERIFY, "using already filled verify pattern b=0 len=%u\n", len);
  44                         return;
  45                 }
  46                 dprint(FD_VERIFY, "fill verify pattern b=0 len=%u\n", len);
  47                 memset(p, td->o.verify_pattern[0], len);
  48                 io_u->buf_filled_len = len;
  49                 break;
  50         default: {
  51                 unsigned int i = 0, size = 0;
  52                 unsigned char *b = p;
  53
  54                 if (io_u->buf_filled_len >= len) {
  55                         dprint(FD_VERIFY, "using already filled verify pattern b=%d len=%u\n",
  56                                         td->o.verify_pattern_bytes, len);
  57                         return;
  58                 }
  59
  60                 dprint(FD_VERIFY, "fill verify pattern b=%d len=%u\n",
  61                                         td->o.verify_pattern_bytes, len);
  62
  63                 while (i < len) {
  64                         size = td->o.verify_pattern_bytes;
  65                         if (size > (len - i))
  66                                 size = len - i;
  67                         memcpy(b+i, td->o.verify_pattern, size);
  68                         i += size;
  69                 }
  70                 io_u->buf_filled_len = len;
  71                 break;
  72                 }
  73         }
  74 }
  75
  76 static unsigned int get_hdr_inc(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
  77 {
  78         unsigned int hdr_inc;
  79
  80         hdr_inc = io_u->buflen;
  81         if (td->o.verify_interval)
  82                 hdr_inc = td->o.verify_interval;
  83
  84         return hdr_inc;
  85 }
  86
  87 static void fill_pattern_headers(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
  88                                  unsigned long seed, int use_seed)
  89 {
  90         unsigned int hdr_inc, header_num;
  91         struct verify_header *hdr;
  92         void *p = io_u->buf;
  93
  94         fill_pattern(td, p, io_u->buflen, io_u, seed, use_seed);
  95
  96         hdr_inc = get_hdr_inc(td, io_u);
  97         header_num = 0;
  98         for (; p < io_u->buf + io_u->buflen; p += hdr_inc) {
  99                 hdr = p;
 100                 populate_hdr(td, io_u, hdr, header_num, hdr_inc);
 101                 header_num++;
 102         }
 103 }
 104
 105 static void memswp(void *buf1, void *buf2, unsigned int len)
 106 {
 107         char swap[200];
 108
 109         assert(len <= sizeof(swap));
 110
 111         memcpy(&swap, buf1, len);
 112         memcpy(buf1, buf2, len);
 113         memcpy(buf2, &swap, len);
 114 }
 115
 116 static void hexdump(void *buffer, int len)
 117 {
 118         unsigned char *p = buffer;
 119         int i;
 120
 121         for (i = 0; i < len; i++)
 122                 log_err("%02x", p[i]);
 123         log_err("\n");
 124 }
 125
 126 /*
 127  * Prepare for seperation of verify_header and checksum header
 128  */
 129 static inline unsigned int __hdr_size(int verify_type)
 130 {
 131         unsigned int len = 0;
 132
 133         switch (verify_type) {
 134         case VERIFY_NONE:
 135         case VERIFY_NULL:
 136                 len = 0;
 137                 break;
 138         case VERIFY_MD5:
 139                 len = sizeof(struct vhdr_md5);
 140                 break;
 141         case VERIFY_CRC64:
 142                 len = sizeof(struct vhdr_crc64);
 143                 break;
 144         case VERIFY_CRC32C:
 145         case VERIFY_CRC32:
 146         case VERIFY_CRC32C_INTEL:
 147                 len = sizeof(struct vhdr_crc32);
 148                 break;
 149         case VERIFY_CRC16:
 150                 len = sizeof(struct vhdr_crc16);
 151                 break;
 152         case VERIFY_CRC7:
 153                 len = sizeof(struct vhdr_crc7);
 154                 break;
 155         case VERIFY_SHA256:
 156                 len = sizeof(struct vhdr_sha256);
 157                 break;
 158         case VERIFY_SHA512:
 159                 len = sizeof(struct vhdr_sha512);
 160                 break;
 161         case VERIFY_META:
 162                 len = sizeof(struct vhdr_meta);
 163                 break;
 164         case VERIFY_SHA1:
 165                 len = sizeof(struct vhdr_sha1);
 166                 break;
 167         case VERIFY_PATTERN:
 168                 len = 0;
 169                 break;
 170         default:
 171                 log_err("fio: unknown verify header!\n");
 172                 assert(0);
 173         }
 174
 175         return len + sizeof(struct verify_header);
 176 }
 177
 178 static inline unsigned int hdr_size(struct verify_header *hdr)
 179 {
 180         return __hdr_size(hdr->verify_type);
 181 }
 182
 183 static void *hdr_priv(struct verify_header *hdr)
 184 {
 185         void *priv = hdr;
 186
 187         return priv + sizeof(struct verify_header);
 188 }
 189
 190 /*
 191  * Verify container, pass info to verify handlers and allow them to
 192  * pass info back in case of error
 193  */
 194 struct vcont {
 195         /*
 196          * Input
 197          */
 198         struct io_u *io_u;
 199         unsigned int hdr_num;
 200         struct thread_data *td;
 201
 202         /*
 203          * Output, only valid in case of error
 204          */
 205         const char *name;
 206         void *good_crc;
 207         void *bad_crc;
 208         unsigned int crc_len;
 209 };
 210
 211 static void dump_buf(char *buf, unsigned int len, unsigned long long offset,
 212                      const char *type, struct fio_file *f)
 213 {
 214         char *ptr, fname[256];
 215         int ret, fd;
 216
 217         ptr = strdup(f->file_name);
 218         strcpy(fname, basename(ptr));
 219
 220         sprintf(fname + strlen(fname), ".%llu.%s", offset, type);
 221
 222         fd = open(fname, O_CREAT | O_TRUNC | O_WRONLY, 0644);
 223         if (fd < 0) {
 224                 perror("open verify buf file");
 225                 return;
 226         }
 227
 228         while (len) {
 229                 ret = write(fd, buf, len);
 230                 if (!ret)
 231                         break;
 232                 else if (ret < 0) {
 233                         perror("write verify buf file");
 234                         break;
 235                 }
 236                 len -= ret;
 237                 buf += ret;
 238         }
 239
 240         close(fd);
 241         log_err("       %s data dumped as %s\n", type, fname);
 242         free(ptr);
 243 }
 244
 245 /*
 246  * Dump the contents of the read block and re-generate the correct data
 247  * and dump that too.
 248  */
 249 static void dump_verify_buffers(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 250 {
 251         struct thread_data *td = vc->td;
 252         struct io_u *io_u = vc->io_u;
 253         unsigned long hdr_offset;
 254         struct io_u dummy;
 255         void *buf;
 256
 257         if (!td->o.verify_dump)
 258                 return;
 259
 260         /*
 261          * Dump the contents we just read off disk
 262          */
 263         hdr_offset = vc->hdr_num * hdr->len;
 264
 265         dump_buf(io_u->buf + hdr_offset, hdr->len, io_u->offset + hdr_offset,
 266                         "received", vc->io_u->file);
 267
 268         /*
 269          * Allocate a new buf and re-generate the original data
 270          */
 271         buf = malloc(io_u->buflen);
 272         dummy = *io_u;
 273         dummy.buf = buf;
 274         dummy.rand_seed = hdr->rand_seed;
 275         dummy.buf_filled_len = 0;
 276
 277         fill_pattern_headers(td, &dummy, hdr->rand_seed, 1);
 278
 279         dump_buf(buf + hdr_offset, hdr->len, io_u->offset + hdr_offset,
 280                         "expected", vc->io_u->file);
 281         free(buf);
 282 }
 283
 284 static void log_verify_failure(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 285 {
 286         unsigned long long offset;
 287
 288         offset = vc->io_u->offset;
 289         offset += vc->hdr_num * hdr->len;
 290         log_err("%.8s: verify failed at file %s offset %llu, length %u\n",
 291                         vc->name, vc->io_u->file->file_name, offset, hdr->len);
 292
 293         if (vc->good_crc && vc->bad_crc) {
 294                 log_err("       Expected CRC: ");
 295                 hexdump(vc->good_crc, vc->crc_len);
 296                 log_err("       Received CRC: ");
 297                 hexdump(vc->bad_crc, vc->crc_len);
 298         }
 299
 300         dump_verify_buffers(hdr, vc);
 301 }
 302
 303 /*
 304  * Return data area 'header_num'
 305  */
 306 static inline void *io_u_verify_off(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 307 {
 308         return vc->io_u->buf + vc->hdr_num * hdr->len + hdr_size(hdr);
 309 }
 310
 311 static unsigned int hweight8(unsigned int w)
 312 {
 313         unsigned int res = w - ((w >> 1) & 0x55);
 314
 315         res = (res & 0x33) + ((res >> 2) & 0x33);
 316         return (res + (res >> 4)) & 0x0F;
 317 }
 318
 319 static int verify_io_u_pattern(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 320 {
 321         struct thread_data *td = vc->td;
 322         struct io_u *io_u = vc->io_u;
 323         char *buf, *pattern;
 324         unsigned int header_size = __hdr_size(td->o.verify);
 325         unsigned int len, mod, i, size, pattern_size;
 326
 327         pattern = td->o.verify_pattern;
 328         pattern_size = td->o.verify_pattern_bytes;
 329         if (pattern_size <= 1)
 330                 pattern_size = MAX_PATTERN_SIZE;
 331         buf = (void *) hdr + header_size;
 332         len = get_hdr_inc(td, io_u) - header_size;
 333         mod = header_size % pattern_size;
 334
 335         for (i = 0; i < len; i += size) {
 336                 size = pattern_size - mod;
 337                 if (size > (len - i))
 338                         size = len - i;
 339                 if (memcmp(buf + i, pattern + mod, size))
 340                         // Let the slow compare find the first mismatch byte.
 341                         break;
 342                 mod = 0;
 343         }
 344
 345         for (; i < len; i++) {
 346                 if (buf[i] != pattern[mod]) {
 347                         unsigned int bits;
 348
 349                         bits = hweight8(buf[i] ^ pattern[mod]);
 350                         log_err("fio: got pattern %x, wanted %x. Bad bits %d\n",
 351                                 buf[i], pattern[mod], bits);
 352                         log_err("fio: bad pattern block offset %u\n", i);
 353                         dump_verify_buffers(hdr, vc);
 354                         return EILSEQ;
 355                 }
 356                 mod++;
 357                 if (mod == td->o.verify_pattern_bytes)
 358                         mod = 0;
 359         }
 360
 361         return 0;
 362 }
 363
 364 static int verify_io_u_meta(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 365 {
 366         struct thread_data *td = vc->td;
 367         struct vhdr_meta *vh = hdr_priv(hdr);
 368         struct io_u *io_u = vc->io_u;
 369         int ret = EILSEQ;
 370
 371         dprint(FD_VERIFY, "meta verify io_u %p, len %u\n", io_u, hdr->len);
 372
 373         if (vh->offset == io_u->offset + vc->hdr_num * td->o.verify_interval)
 374                 ret = 0;
 375
 376         if (td->o.verify_pattern_bytes)
 377                 ret |= verify_io_u_pattern(hdr, vc);
 378
 379         if (!ret)
 380                 return 0;
 381
 382         vc->name = "meta";
 383         log_verify_failure(hdr, vc);
 384         return ret;
 385 }
 386
 387 static int verify_io_u_sha512(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 388 {
 389         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 390         struct vhdr_sha512 *vh = hdr_priv(hdr);
 391         uint8_t sha512[128];
 392         struct sha512_ctx sha512_ctx = {
 393                 .buf = sha512,
 394         };
 395
 396         dprint(FD_VERIFY, "sha512 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 397
 398         sha512_init(&sha512_ctx);
 399         sha512_update(&sha512_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 400
 401         if (!memcmp(vh->sha512, sha512_ctx.buf, sizeof(sha512)))
 402                 return 0;
 403
 404         vc->name = "sha512";
 405         vc->good_crc = vh->sha512;
 406         vc->bad_crc = sha512_ctx.buf;
 407         vc->crc_len = sizeof(vh->sha512);
 408         log_verify_failure(hdr, vc);
 409         return EILSEQ;
 410 }
 411
 412 static int verify_io_u_sha256(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 413 {
 414         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 415         struct vhdr_sha256 *vh = hdr_priv(hdr);
 416         uint8_t sha256[64];
 417         struct sha256_ctx sha256_ctx = {
 418                 .buf = sha256,
 419         };
 420
 421         dprint(FD_VERIFY, "sha256 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 422
 423         sha256_init(&sha256_ctx);
 424         sha256_update(&sha256_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 425
 426         if (!memcmp(vh->sha256, sha256_ctx.buf, sizeof(sha256)))
 427                 return 0;
 428
 429         vc->name = "sha256";
 430         vc->good_crc = vh->sha256;
 431         vc->bad_crc = sha256_ctx.buf;
 432         vc->crc_len = sizeof(vh->sha256);
 433         log_verify_failure(hdr, vc);
 434         return EILSEQ;
 435 }
 436
 437 static int verify_io_u_sha1(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 438 {
 439         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 440         struct vhdr_sha1 *vh = hdr_priv(hdr);
 441         uint32_t sha1[5];
 442         struct sha1_ctx sha1_ctx = {
 443                 .H = sha1,
 444         };
 445
 446         dprint(FD_VERIFY, "sha1 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 447
 448         sha1_init(&sha1_ctx);
 449         sha1_update(&sha1_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 450
 451         if (!memcmp(vh->sha1, sha1_ctx.H, sizeof(sha1)))
 452                 return 0;
 453
 454         vc->name = "sha1";
 455         vc->good_crc = vh->sha1;
 456         vc->bad_crc = sha1_ctx.H;
 457         vc->crc_len = sizeof(vh->sha1);
 458         log_verify_failure(hdr, vc);
 459         return EILSEQ;
 460 }
 461
 462 static int verify_io_u_crc7(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 463 {
 464         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 465         struct vhdr_crc7 *vh = hdr_priv(hdr);
 466         unsigned char c;
 467
 468         dprint(FD_VERIFY, "crc7 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 469
 470         c = crc7(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 471
 472         if (c == vh->crc7)
 473                 return 0;
 474
 475         vc->name = "crc7";
 476         vc->good_crc = &vh->crc7;
 477         vc->bad_crc = &c;
 478         vc->crc_len = 1;
 479         log_verify_failure(hdr, vc);
 480         return EILSEQ;
 481 }
 482
 483 static int verify_io_u_crc16(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 484 {
 485         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 486         struct vhdr_crc16 *vh = hdr_priv(hdr);
 487         unsigned short c;
 488
 489         dprint(FD_VERIFY, "crc16 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 490
 491         c = crc16(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 492
 493         if (c == vh->crc16)
 494                 return 0;
 495
 496         vc->name = "crc16";
 497         vc->good_crc = &vh->crc16;
 498         vc->bad_crc = &c;
 499         vc->crc_len = 2;
 500         log_verify_failure(hdr, vc);
 501         return EILSEQ;
 502 }
 503
 504 static int verify_io_u_crc64(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 505 {
 506         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 507         struct vhdr_crc64 *vh = hdr_priv(hdr);
 508         unsigned long long c;
 509
 510         dprint(FD_VERIFY, "crc64 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 511
 512         c = crc64(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 513
 514         if (c == vh->crc64)
 515                 return 0;
 516
 517         vc->name = "crc64";
 518         vc->good_crc = &vh->crc64;
 519         vc->bad_crc = &c;
 520         vc->crc_len = 8;
 521         log_verify_failure(hdr, vc);
 522         return EILSEQ;
 523 }
 524
 525 static int verify_io_u_crc32(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 526 {
 527         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 528         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
 529         uint32_t c;
 530
 531         dprint(FD_VERIFY, "crc32 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 532
 533         c = crc32(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 534
 535         if (c == vh->crc32)
 536                 return 0;
 537
 538         vc->name = "crc32";
 539         vc->good_crc = &vh->crc32;
 540         vc->bad_crc = &c;
 541         vc->crc_len = 4;
 542         log_verify_failure(hdr, vc);
 543         return EILSEQ;
 544 }
 545
 546 static int verify_io_u_crc32c(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 547 {
 548         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 549         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
 550         uint32_t c;
 551
 552         dprint(FD_VERIFY, "crc32c verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 553
 554         if (hdr->verify_type == VERIFY_CRC32C_INTEL)
 555                 c = crc32c_intel(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 556         else
 557                 c = crc32c(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 558
 559         if (c == vh->crc32)
 560                 return 0;
 561
 562         vc->name = "crc32c";
 563         vc->good_crc = &vh->crc32;
 564         vc->bad_crc = &c;
 565         vc->crc_len = 4;
 566         log_verify_failure(hdr, vc);
 567         return EILSEQ;
 568 }
 569
 570 static int verify_io_u_md5(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 571 {
 572         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 573         struct vhdr_md5 *vh = hdr_priv(hdr);
 574         uint32_t hash[MD5_HASH_WORDS];
 575         struct md5_ctx md5_ctx = {
 576                 .hash = hash,
 577         };
 578
 579         dprint(FD_VERIFY, "md5 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 580
 581         md5_init(&md5_ctx);
 582         md5_update(&md5_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 583
 584         if (!memcmp(vh->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(hash)))
 585                 return 0;
 586
 587         vc->name = "md5";
 588         vc->good_crc = vh->md5_digest;
 589         vc->bad_crc = md5_ctx.hash;
 590         vc->crc_len = sizeof(hash);
 591         log_verify_failure(hdr, vc);
 592         return EILSEQ;
 593 }
 594
 595 /*
 596  * Push IO verification to a separate thread
 597  */
 598 int verify_io_u_async(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 599 {
 600         if (io_u->file)
 601                 put_file_log(td, io_u->file);
 602
 603         pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
 604
 605         if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 606                 td->cur_depth--;
 607                 io_u->flags &= ~IO_U_F_IN_CUR_DEPTH;
 608         }
 609         flist_del(&io_u->list);
 610         flist_add_tail(&io_u->list, &td->verify_list);
 611         io_u->flags |= IO_U_F_FREE_DEF;
 612         pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
 613
 614         pthread_cond_signal(&td->verify_cond);
 615         return 0;
 616 }
 617
 618 static int verify_trimmed_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 619 {
 620         static char zero_buf[1024];
 621         unsigned int this_len, len;
 622         int ret = 0;
 623         void *p;
 624
 625         if (!td->o.trim_zero)
 626                 return 0;
 627
 628         len = io_u->buflen;
 629         p = io_u->buf;
 630         do {
 631                 this_len = sizeof(zero_buf);
 632                 if (this_len > len)
 633                         this_len = len;
 634                 if (memcmp(p, zero_buf, this_len)) {
 635                         ret = EILSEQ;
 636                         break;
 637                 }
 638                 len -= this_len;
 639                 p += this_len;
 640         } while (len);
 641
 642         if (!ret)
 643                 return 0;
 644
 645         log_err("trim: verify failed at file %s offset %llu, length %lu"
 646                 ", block offset %lu\n",
 647                         io_u->file->file_name, io_u->offset, io_u->buflen,
 648                         (unsigned long) (p - io_u->buf));
 649         return ret;
 650 }
 651
 652 int verify_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 653 {
 654         struct verify_header *hdr;
 655         unsigned int header_size, hdr_inc, hdr_num = 0;
 656         void *p;
 657         int ret;
 658
 659         if (td->o.verify == VERIFY_NULL || io_u->ddir != DDIR_READ)
 660                 return 0;
 661         if (io_u->flags & IO_U_F_TRIMMED) {
 662                 ret = verify_trimmed_io_u(td, io_u);
 663                 goto done;
 664         }
 665
 666         hdr_inc = get_hdr_inc(td, io_u);
 667
 668         ret = 0;
 669         for (p = io_u->buf; p < io_u->buf + io_u->buflen;
 670              p += hdr_inc, hdr_num++) {
 671                 struct vcont vc = {
 672                         .io_u           = io_u,
 673                         .hdr_num        = hdr_num,
 674                         .td             = td,
 675                 };
 676
 677                 if (ret && td->o.verify_fatal)
 678                         break;
 679
 680                 header_size = __hdr_size(td->o.verify);
 681                 if (td->o.verify_offset)
 682                         memswp(p, p + td->o.verify_offset, header_size);
 683                 hdr = p;
 684
 685                 if (hdr->fio_magic != FIO_HDR_MAGIC) {
 686                         log_err("verify: bad magic header %x, wanted %x at file %s offset %llu, length %u\n",
 687                                 hdr->fio_magic, FIO_HDR_MAGIC,
 688                                 io_u->file->file_name,
 689                                 io_u->offset + hdr_num * hdr->len, hdr->len);
 690                         return EILSEQ;
 691                 }
 692
 693                 switch (hdr->verify_type) {
 694                 case VERIFY_MD5:
 695                         ret = verify_io_u_md5(hdr, &vc);
 696                         break;
 697                 case VERIFY_CRC64:
 698                         ret = verify_io_u_crc64(hdr, &vc);
 699                         break;
 700                 case VERIFY_CRC32C:
 701                 case VERIFY_CRC32C_INTEL:
 702                         ret = verify_io_u_crc32c(hdr, &vc);
 703                         break;
 704                 case VERIFY_CRC32:
 705                         ret = verify_io_u_crc32(hdr, &vc);
 706                         break;
 707                 case VERIFY_CRC16:
 708                         ret = verify_io_u_crc16(hdr, &vc);
 709                         break;
 710                 case VERIFY_CRC7:
 711                         ret = verify_io_u_crc7(hdr, &vc);
 712                         break;
 713                 case VERIFY_SHA256:
 714                         ret = verify_io_u_sha256(hdr, &vc);
 715                         break;
 716                 case VERIFY_SHA512:
 717                         ret = verify_io_u_sha512(hdr, &vc);
 718                         break;
 719                 case VERIFY_META:
 720                         ret = verify_io_u_meta(hdr, &vc);
 721                         break;
 722                 case VERIFY_SHA1:
 723                         ret = verify_io_u_sha1(hdr, &vc);
 724                         break;
 725                 case VERIFY_PATTERN:
 726                         ret = verify_io_u_pattern(hdr, &vc);
 727                         break;
 728                 default:
 729                         log_err("Bad verify type %u\n", hdr->verify_type);
 730                         ret = EINVAL;
 731                 }
 732         }
 733
 734 done:
 735         if (ret && td->o.verify_fatal)
 736                 td->terminate = 1;
 737
 738         return ret;
 739 }
 740
 741 static void fill_meta(struct verify_header *hdr, struct thread_data *td,
 742                       struct io_u *io_u, unsigned int header_num)
 743 {
 744         struct vhdr_meta *vh = hdr_priv(hdr);
 745
 746         vh->thread = td->thread_number;
 747
 748         vh->time_sec = io_u->start_time.tv_sec;
 749         vh->time_usec = io_u->start_time.tv_usec;
 750
 751         vh->numberio = td->io_issues[DDIR_WRITE];
 752
 753         vh->offset = io_u->offset + header_num * td->o.verify_interval;
 754 }
 755
 756 static void fill_sha512(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 757 {
 758         struct vhdr_sha512 *vh = hdr_priv(hdr);
 759         struct sha512_ctx sha512_ctx = {
 760                 .buf = vh->sha512,
 761         };
 762
 763         sha512_init(&sha512_ctx);
 764         sha512_update(&sha512_ctx, p, len);
 765 }
 766
 767 static void fill_sha256(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 768 {
 769         struct vhdr_sha256 *vh = hdr_priv(hdr);
 770         struct sha256_ctx sha256_ctx = {
 771                 .buf = vh->sha256,
 772         };
 773
 774         sha256_init(&sha256_ctx);
 775         sha256_update(&sha256_ctx, p, len);
 776 }
 777
 778 static void fill_sha1(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 779 {
 780         struct vhdr_sha1 *vh = hdr_priv(hdr);
 781         struct sha1_ctx sha1_ctx = {
 782                 .H = vh->sha1,
 783         };
 784
 785         sha1_init(&sha1_ctx);
 786         sha1_update(&sha1_ctx, p, len);
 787 }
 788
 789 static void fill_crc7(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 790 {
 791         struct vhdr_crc7 *vh = hdr_priv(hdr);
 792
 793         vh->crc7 = crc7(p, len);
 794 }
 795
 796 static void fill_crc16(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 797 {
 798         struct vhdr_crc16 *vh = hdr_priv(hdr);
 799
 800         vh->crc16 = crc16(p, len);
 801 }
 802
 803 static void fill_crc32(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 804 {
 805         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
 806
 807         vh->crc32 = crc32(p, len);
 808 }
 809
 810 static void fill_crc32c(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 811 {
 812         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
 813
 814         if (hdr->verify_type == VERIFY_CRC32C_INTEL)
 815                 vh->crc32 = crc32c_intel(p, len);
 816         else
 817                 vh->crc32 = crc32c(p, len);
 818 }
 819
 820 static void fill_crc64(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 821 {
 822         struct vhdr_crc64 *vh = hdr_priv(hdr);
 823
 824         vh->crc64 = crc64(p, len);
 825 }
 826
 827 static void fill_md5(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 828 {
 829         struct vhdr_md5 *vh = hdr_priv(hdr);
 830         struct md5_ctx md5_ctx = {
 831                 .hash = (uint32_t *) vh->md5_digest,
 832         };
 833
 834         md5_init(&md5_ctx);
 835         md5_update(&md5_ctx, p, len);
 836 }
 837
 838 static void populate_hdr(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 839                          struct verify_header *hdr, unsigned int header_num,
 840                          unsigned int header_len)
 841 {
 842         unsigned int data_len;
 843         void *data, *p;
 844
 845         p = (void *) hdr;
 846
 847         hdr->fio_magic = FIO_HDR_MAGIC;
 848         hdr->len = header_len;
 849         hdr->verify_type = td->o.verify;
 850         hdr->rand_seed = io_u->rand_seed;
 851         data_len = header_len - hdr_size(hdr);
 852
 853         data = p + hdr_size(hdr);
 854         switch (td->o.verify) {
 855         case VERIFY_MD5:
 856                 dprint(FD_VERIFY, "fill md5 io_u %p, len %u\n",
 857                                                 io_u, hdr->len);
 858                 fill_md5(hdr, data, data_len);
 859                 break;
 860         case VERIFY_CRC64:
 861                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc64 io_u %p, len %u\n",
 862                                                 io_u, hdr->len);
 863                 fill_crc64(hdr, data, data_len);
 864                 break;
 865         case VERIFY_CRC32C:
 866         case VERIFY_CRC32C_INTEL:
 867                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc32c io_u %p, len %u\n",
 868                                                 io_u, hdr->len);
 869                 fill_crc32c(hdr, data, data_len);
 870                 break;
 871         case VERIFY_CRC32:
 872                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc32 io_u %p, len %u\n",
 873                                                 io_u, hdr->len);
 874                 fill_crc32(hdr, data, data_len);
 875                 break;
 876         case VERIFY_CRC16:
 877                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc16 io_u %p, len %u\n",
 878                                                 io_u, hdr->len);
 879                 fill_crc16(hdr, data, data_len);
 880                 break;
 881         case VERIFY_CRC7:
 882                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc7 io_u %p, len %u\n",
 883                                                 io_u, hdr->len);
 884                 fill_crc7(hdr, data, data_len);
 885                 break;
 886         case VERIFY_SHA256:
 887                 dprint(FD_VERIFY, "fill sha256 io_u %p, len %u\n",
 888                                                 io_u, hdr->len);
 889                 fill_sha256(hdr, data, data_len);
 890                 break;
 891         case VERIFY_SHA512:
 892                 dprint(FD_VERIFY, "fill sha512 io_u %p, len %u\n",
 893                                                 io_u, hdr->len);
 894                 fill_sha512(hdr, data, data_len);
 895                 break;
 896         case VERIFY_META:
 897                 dprint(FD_VERIFY, "fill meta io_u %p, len %u\n",
 898                                                 io_u, hdr->len);
 899                 fill_meta(hdr, td, io_u, header_num);
 900                 break;
 901         case VERIFY_SHA1:
 902                 dprint(FD_VERIFY, "fill sha1 io_u %p, len %u\n",
 903                                                 io_u, hdr->len);
 904                 fill_sha1(hdr, data, data_len);
 905                 break;
 906         case VERIFY_PATTERN:
 907                 /* nothing to do here */
 908                 break;
 909         default:
 910                 log_err("fio: bad verify type: %d\n", td->o.verify);
 911                 assert(0);
 912         }
 913         if (td->o.verify_offset)
 914                 memswp(p, p + td->o.verify_offset, hdr_size(hdr));
 915 }
 916
 917 /*
 918  * fill body of io_u->buf with random data and add a header with the
 919  * checksum of choice
 920  */
 921 void populate_verify_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 922 {
 923         if (td->o.verify == VERIFY_NULL)
 924                 return;
 925
 926         fill_pattern_headers(td, io_u, 0, 0);
 927 }
 928
 929 int get_next_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 930 {
 931         struct io_piece *ipo = NULL;
 932
 933         /*
 934          * this io_u is from a requeue, we already filled the offsets
 935          */
 936         if (io_u->file)
 937                 return 0;
 938
 939         if (!RB_EMPTY_ROOT(&td->io_hist_tree)) {
 940                 struct rb_node *n = rb_first(&td->io_hist_tree);
 941
 942                 ipo = rb_entry(n, struct io_piece, rb_node);
 943                 rb_erase(n, &td->io_hist_tree);
 944                 assert(ipo->flags & IP_F_ONRB);
 945                 ipo->flags &= ~IP_F_ONRB;
 946         } else if (!flist_empty(&td->io_hist_list)) {
 947                 ipo = flist_entry(td->io_hist_list.next, struct io_piece, list);
 948                 flist_del(&ipo->list);
 949                 assert(ipo->flags & IP_F_ONLIST);
 950                 ipo->flags &= ~IP_F_ONLIST;
 951         }
 952
 953         if (ipo) {
 954                 td->io_hist_len--;
 955
 956                 io_u->offset = ipo->offset;
 957                 io_u->buflen = ipo->len;
 958                 io_u->file = ipo->file;
 959
 960                 if (ipo->flags & IP_F_TRIMMED)
 961                         io_u->flags |= IO_U_F_TRIMMED;
 962
 963                 if (!fio_file_open(io_u->file)) {
 964                         int r = td_io_open_file(td, io_u->file);
 965
 966                         if (r) {
 967                                 dprint(FD_VERIFY, "failed file %s open\n",
 968                                                 io_u->file->file_name);
 969                                 return 1;
 970                         }
 971                 }
 972
 973                 get_file(ipo->file);
 974                 assert(fio_file_open(io_u->file));
 975                 io_u->ddir = DDIR_READ;
 976                 io_u->xfer_buf = io_u->buf;
 977                 io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
 978
 979                 remove_trim_entry(td, ipo);
 980                 free(ipo);
 981                 dprint(FD_VERIFY, "get_next_verify: ret io_u %p\n", io_u);
 982                 return 0;
 983         }
 984
 985         dprint(FD_VERIFY, "get_next_verify: empty\n");
 986         return 1;
 987 }
 988
 989 static void *verify_async_thread(void *data)
 990 {
 991         struct thread_data *td = data;
 992         struct io_u *io_u;
 993         int ret = 0;
 994
 995         if (td->o.verify_cpumask_set &&
 996             fio_setaffinity(td->pid, td->o.verify_cpumask)) {
 997                 log_err("fio: failed setting verify thread affinity\n");
 998                 goto done;
 999         }
1000
1001         do {
1002                 FLIST_HEAD(list);
1003
1004                 read_barrier();
1005                 if (td->verify_thread_exit)
1006                         break;
1007
1008                 pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
1009
1010                 while (flist_empty(&td->verify_list) &&
1011                        !td->verify_thread_exit) {
1012                         ret = pthread_cond_wait(&td->verify_cond,
1013                                                         &td->io_u_lock);
1014                         if (ret) {
1015                                 pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1016                                 break;
1017                         }
1018                 }
1019
1020                 flist_splice_init(&td->verify_list, &list);
1021                 pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1022
1023                 if (flist_empty(&list))
1024                         continue;
1025
1026                 while (!flist_empty(&list)) {
1027                         io_u = flist_entry(list.next, struct io_u, list);
1028                         flist_del_init(&io_u->list);
1029
1030                         ret = verify_io_u(td, io_u);
1031                         put_io_u(td, io_u);
1032                         if (!ret)
1033                                 continue;
1034                         if (td->o.continue_on_error & ERROR_TYPE_VERIFY &&
1035                             td_non_fatal_error(ret)) {
1036                                 update_error_count(td, ret);
1037                                 td_clear_error(td);
1038                                 ret = 0;
1039                         }
1040                 }
1041         } while (!ret);
1042
1043         if (ret) {
1044                 td_verror(td, ret, "async_verify");
1045                 if (td->o.verify_fatal)
1046                         td->terminate = 1;
1047         }
1048
1049 done:
1050         pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
1051         td->nr_verify_threads--;
1052         pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1053
1054         pthread_cond_signal(&td->free_cond);
1055         return NULL;
1056 }
1057
1058 int verify_async_init(struct thread_data *td)
1059 {
1060         int i, ret;
1061         pthread_attr_t attr;
1062
1063         pthread_attr_init(&attr);
1064         pthread_attr_setstacksize(&attr, PTHREAD_STACK_MIN);
1065
1066         td->verify_thread_exit = 0;
1067
1068         td->verify_threads = malloc(sizeof(pthread_t) * td->o.verify_async);
1069         for (i = 0; i < td->o.verify_async; i++) {
1070                 ret = pthread_create(&td->verify_threads[i], &attr,
1071                                         verify_async_thread, td);
1072                 if (ret) {
1073                         log_err("fio: async verify creation failed: %s\n",
1074                                         strerror(ret));
1075                         break;
1076                 }
1077                 ret = pthread_detach(td->verify_threads[i]);
1078                 if (ret) {
1079                         log_err("fio: async verify thread detach failed: %s\n",
1080                                         strerror(ret));
1081                         break;
1082                 }
1083                 td->nr_verify_threads++;
1084         }
1085
1086         pthread_attr_destroy(&attr);
1087
1088         if (i != td->o.verify_async) {
1089                 log_err("fio: only %d verify threads started, exiting\n", i);
1090                 td->verify_thread_exit = 1;
1091                 write_barrier();
1092                 pthread_cond_broadcast(&td->verify_cond);
1093                 return 1;
1094         }
1095
1096         return 0;
1097 }
1098
1099 void verify_async_exit(struct thread_data *td)
1100 {
1101         td->verify_thread_exit = 1;
1102         write_barrier();
1103         pthread_cond_broadcast(&td->verify_cond);
1104
1105         pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
1106
1107         while (td->nr_verify_threads)
1108                 pthread_cond_wait(&td->free_cond, &td->io_u_lock);
1109
1110         pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1111         free(td->verify_threads);
1112         td->verify_threads = NULL;
1113 }