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                 /*
  43                  * See below write barrier comment
  44                  */
  45 #if 0
  46                 read_barrier();
  47                 if (io_u->buf_filled_len >= len) {
  48                         dprint(FD_VERIFY, "using already filled verify pattern b=0 len=%u\n", len);
  49                         return;
  50                 }
  51 #endif
  52                 dprint(FD_VERIFY, "fill verify pattern b=0 len=%u\n", len);
  53                 memset(p, td->o.verify_pattern[0], len);
  54                 /*
  55                  * We need to ensure that the pattern stores are seen before
  56                  * the fill length store, or we could observe headers that
  57                  * aren't valid to the extent notified by the fill length
  58                  */
  59                 write_barrier();
  60                 io_u->buf_filled_len = len;
  61                 break;
  62         default: {
  63                 unsigned int i = 0, size = 0;
  64                 unsigned char *b = p;
  65
  66 #if 0
  67                 read_barrier();
  68                 if (io_u->buf_filled_len >= len) {
  69                         dprint(FD_VERIFY, "using already filled verify pattern b=%d len=%u\n",
  70                                         td->o.verify_pattern_bytes, len);
  71                         return;
  72                 }
  73 #endif
  74                 dprint(FD_VERIFY, "fill verify pattern b=%d len=%u\n",
  75                                         td->o.verify_pattern_bytes, len);
  76
  77                 while (i < len) {
  78                         size = td->o.verify_pattern_bytes;
  79                         if (size > (len - i))
  80                                 size = len - i;
  81                         memcpy(b+i, td->o.verify_pattern, size);
  82                         i += size;
  83                 }
  84                 write_barrier();
  85                 io_u->buf_filled_len = len;
  86                 break;
  87                 }
  88         }
  89 }
  90
  91 static unsigned int get_hdr_inc(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
  92 {
  93         unsigned int hdr_inc;
  94
  95         hdr_inc = io_u->buflen;
  96         if (td->o.verify_interval)
  97                 hdr_inc = td->o.verify_interval;
  98
  99         return hdr_inc;
 100 }
 101
 102 static void fill_pattern_headers(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 103                                  unsigned long seed, int use_seed)
 104 {
 105         unsigned int hdr_inc, header_num;
 106         struct verify_header *hdr;
 107         void *p = io_u->buf;
 108
 109         fill_pattern(td, p, io_u->buflen, io_u, seed, use_seed);
 110
 111         hdr_inc = get_hdr_inc(td, io_u);
 112         header_num = 0;
 113         for (; p < io_u->buf + io_u->buflen; p += hdr_inc) {
 114                 hdr = p;
 115                 populate_hdr(td, io_u, hdr, header_num, hdr_inc);
 116                 header_num++;
 117         }
 118 }
 119
 120 static void memswp(void *buf1, void *buf2, unsigned int len)
 121 {
 122         char swap[200];
 123
 124         assert(len <= sizeof(swap));
 125
 126         memcpy(&swap, buf1, len);
 127         memcpy(buf1, buf2, len);
 128         memcpy(buf2, &swap, len);
 129 }
 130
 131 static void hexdump(void *buffer, int len)
 132 {
 133         unsigned char *p = buffer;
 134         int i;
 135
 136         for (i = 0; i < len; i++)
 137                 log_err("%02x", p[i]);
 138         log_err("\n");
 139 }
 140
 141 /*
 142  * Prepare for seperation of verify_header and checksum header
 143  */
 144 static inline unsigned int __hdr_size(int verify_type)
 145 {
 146         unsigned int len = 0;
 147
 148         switch (verify_type) {
 149         case VERIFY_NONE:
 150         case VERIFY_NULL:
 151                 len = 0;
 152                 break;
 153         case VERIFY_MD5:
 154                 len = sizeof(struct vhdr_md5);
 155                 break;
 156         case VERIFY_CRC64:
 157                 len = sizeof(struct vhdr_crc64);
 158                 break;
 159         case VERIFY_CRC32C:
 160         case VERIFY_CRC32:
 161         case VERIFY_CRC32C_INTEL:
 162                 len = sizeof(struct vhdr_crc32);
 163                 break;
 164         case VERIFY_CRC16:
 165                 len = sizeof(struct vhdr_crc16);
 166                 break;
 167         case VERIFY_CRC7:
 168                 len = sizeof(struct vhdr_crc7);
 169                 break;
 170         case VERIFY_SHA256:
 171                 len = sizeof(struct vhdr_sha256);
 172                 break;
 173         case VERIFY_SHA512:
 174                 len = sizeof(struct vhdr_sha512);
 175                 break;
 176         case VERIFY_META:
 177                 len = sizeof(struct vhdr_meta);
 178                 break;
 179         case VERIFY_SHA1:
 180                 len = sizeof(struct vhdr_sha1);
 181                 break;
 182         case VERIFY_PATTERN:
 183                 len = 0;
 184                 break;
 185         default:
 186                 log_err("fio: unknown verify header!\n");
 187                 assert(0);
 188         }
 189
 190         return len + sizeof(struct verify_header);
 191 }
 192
 193 static inline unsigned int hdr_size(struct verify_header *hdr)
 194 {
 195         return __hdr_size(hdr->verify_type);
 196 }
 197
 198 static void *hdr_priv(struct verify_header *hdr)
 199 {
 200         void *priv = hdr;
 201
 202         return priv + sizeof(struct verify_header);
 203 }
 204
 205 /*
 206  * Verify container, pass info to verify handlers and allow them to
 207  * pass info back in case of error
 208  */
 209 struct vcont {
 210         /*
 211          * Input
 212          */
 213         struct io_u *io_u;
 214         unsigned int hdr_num;
 215         struct thread_data *td;
 216
 217         /*
 218          * Output, only valid in case of error
 219          */
 220         const char *name;
 221         void *good_crc;
 222         void *bad_crc;
 223         unsigned int crc_len;
 224 };
 225
 226 static void dump_buf(char *buf, unsigned int len, unsigned long long offset,
 227                      const char *type, struct fio_file *f)
 228 {
 229         char *ptr, fname[256];
 230         int ret, fd;
 231
 232         ptr = strdup(f->file_name);
 233         strcpy(fname, basename(ptr));
 234
 235         sprintf(fname + strlen(fname), ".%llu.%s", offset, type);
 236
 237         fd = open(fname, O_CREAT | O_TRUNC | O_WRONLY, 0644);
 238         if (fd < 0) {
 239                 perror("open verify buf file");
 240                 return;
 241         }
 242
 243         while (len) {
 244                 ret = write(fd, buf, len);
 245                 if (!ret)
 246                         break;
 247                 else if (ret < 0) {
 248                         perror("write verify buf file");
 249                         break;
 250                 }
 251                 len -= ret;
 252                 buf += ret;
 253         }
 254
 255         close(fd);
 256         log_err("       %s data dumped as %s\n", type, fname);
 257         free(ptr);
 258 }
 259
 260 /*
 261  * Dump the contents of the read block and re-generate the correct data
 262  * and dump that too.
 263  */
 264 static void dump_verify_buffers(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 265 {
 266         struct thread_data *td = vc->td;
 267         struct io_u *io_u = vc->io_u;
 268         unsigned long hdr_offset;
 269         struct io_u dummy;
 270         void *buf;
 271
 272         if (!td->o.verify_dump)
 273                 return;
 274
 275         /*
 276          * Dump the contents we just read off disk
 277          */
 278         hdr_offset = vc->hdr_num * hdr->len;
 279
 280         dump_buf(io_u->buf + hdr_offset, hdr->len, io_u->offset + hdr_offset,
 281                         "received", vc->io_u->file);
 282
 283         /*
 284          * Allocate a new buf and re-generate the original data
 285          */
 286         buf = malloc(io_u->buflen);
 287         dummy = *io_u;
 288         dummy.buf = buf;
 289         dummy.rand_seed = hdr->rand_seed;
 290         dummy.buf_filled_len = 0;
 291
 292         fill_pattern_headers(td, &dummy, hdr->rand_seed, 1);
 293
 294         dump_buf(buf + hdr_offset, hdr->len, io_u->offset + hdr_offset,
 295                         "expected", vc->io_u->file);
 296         free(buf);
 297 }
 298
 299 static void log_verify_failure(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 300 {
 301         unsigned long long offset;
 302
 303         offset = vc->io_u->offset;
 304         offset += vc->hdr_num * hdr->len;
 305         log_err("%.8s: verify failed at file %s offset %llu, length %u\n",
 306                         vc->name, vc->io_u->file->file_name, offset, hdr->len);
 307
 308         if (vc->good_crc && vc->bad_crc) {
 309                 log_err("       Expected CRC: ");
 310                 hexdump(vc->good_crc, vc->crc_len);
 311                 log_err("       Received CRC: ");
 312                 hexdump(vc->bad_crc, vc->crc_len);
 313         }
 314
 315         dump_verify_buffers(hdr, vc);
 316 }
 317
 318 /*
 319  * Return data area 'header_num'
 320  */
 321 static inline void *io_u_verify_off(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 322 {
 323         return vc->io_u->buf + vc->hdr_num * hdr->len + hdr_size(hdr);
 324 }
 325
 326 static unsigned int hweight8(unsigned int w)
 327 {
 328         unsigned int res = w - ((w >> 1) & 0x55);
 329
 330         res = (res & 0x33) + ((res >> 2) & 0x33);
 331         return (res + (res >> 4)) & 0x0F;
 332 }
 333
 334 static int verify_io_u_pattern(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 335 {
 336         struct thread_data *td = vc->td;
 337         struct io_u *io_u = vc->io_u;
 338         char *buf, *pattern;
 339         unsigned int header_size = __hdr_size(td->o.verify);
 340         unsigned int len, mod, i;
 341
 342         pattern = td->o.verify_pattern;
 343         buf = (void *) hdr + header_size;
 344         len = get_hdr_inc(td, io_u) - header_size;
 345         mod = header_size % td->o.verify_pattern_bytes;
 346
 347         for (i = 0; i < len; i++) {
 348                 if (buf[i] != pattern[mod]) {
 349                         unsigned int bits;
 350
 351                         bits = hweight8(buf[i] ^ pattern[mod]);
 352                         log_err("fio: got pattern %x, wanted %x. Bad bits %d\n",
 353                                 buf[i], pattern[mod], bits);
 354                         log_err("fio: bad pattern block offset %u\n", i);
 355                         dump_verify_buffers(hdr, vc);
 356                         return EILSEQ;
 357                 }
 358                 mod++;
 359                 if (mod == td->o.verify_pattern_bytes)
 360                         mod = 0;
 361         }
 362
 363         return 0;
 364 }
 365
 366 static int verify_io_u_meta(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 367 {
 368         struct thread_data *td = vc->td;
 369         struct vhdr_meta *vh = hdr_priv(hdr);
 370         struct io_u *io_u = vc->io_u;
 371         int ret = EILSEQ;
 372
 373         dprint(FD_VERIFY, "meta verify io_u %p, len %u\n", io_u, hdr->len);
 374
 375         if (vh->offset == io_u->offset + vc->hdr_num * td->o.verify_interval)
 376                 ret = 0;
 377
 378         if (td->o.verify_pattern_bytes)
 379                 ret |= verify_io_u_pattern(hdr, vc);
 380
 381         if (!ret)
 382                 return 0;
 383
 384         vc->name = "meta";
 385         log_verify_failure(hdr, vc);
 386         return ret;
 387 }
 388
 389 static int verify_io_u_sha512(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 390 {
 391         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 392         struct vhdr_sha512 *vh = hdr_priv(hdr);
 393         uint8_t sha512[128];
 394         struct sha512_ctx sha512_ctx = {
 395                 .buf = sha512,
 396         };
 397
 398         dprint(FD_VERIFY, "sha512 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 399
 400         sha512_init(&sha512_ctx);
 401         sha512_update(&sha512_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 402
 403         if (!memcmp(vh->sha512, sha512_ctx.buf, sizeof(sha512)))
 404                 return 0;
 405
 406         vc->name = "sha512";
 407         vc->good_crc = vh->sha512;
 408         vc->bad_crc = sha512_ctx.buf;
 409         vc->crc_len = sizeof(vh->sha512);
 410         log_verify_failure(hdr, vc);
 411         return EILSEQ;
 412 }
 413
 414 static int verify_io_u_sha256(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 415 {
 416         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 417         struct vhdr_sha256 *vh = hdr_priv(hdr);
 418         uint8_t sha256[64];
 419         struct sha256_ctx sha256_ctx = {
 420                 .buf = sha256,
 421         };
 422
 423         dprint(FD_VERIFY, "sha256 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 424
 425         sha256_init(&sha256_ctx);
 426         sha256_update(&sha256_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 427
 428         if (!memcmp(vh->sha256, sha256_ctx.buf, sizeof(sha256)))
 429                 return 0;
 430
 431         vc->name = "sha256";
 432         vc->good_crc = vh->sha256;
 433         vc->bad_crc = sha256_ctx.buf;
 434         vc->crc_len = sizeof(vh->sha256);
 435         log_verify_failure(hdr, vc);
 436         return EILSEQ;
 437 }
 438
 439 static int verify_io_u_sha1(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 440 {
 441         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 442         struct vhdr_sha1 *vh = hdr_priv(hdr);
 443         uint32_t sha1[5];
 444         struct sha1_ctx sha1_ctx = {
 445                 .H = sha1,
 446         };
 447
 448         dprint(FD_VERIFY, "sha1 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 449
 450         sha1_init(&sha1_ctx);
 451         sha1_update(&sha1_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 452
 453         if (!memcmp(vh->sha1, sha1_ctx.H, sizeof(sha1)))
 454                 return 0;
 455
 456         vc->name = "sha1";
 457         vc->good_crc = vh->sha1;
 458         vc->bad_crc = sha1_ctx.H;
 459         vc->crc_len = sizeof(vh->sha1);
 460         log_verify_failure(hdr, vc);
 461         return EILSEQ;
 462 }
 463
 464 static int verify_io_u_crc7(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 465 {
 466         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 467         struct vhdr_crc7 *vh = hdr_priv(hdr);
 468         unsigned char c;
 469
 470         dprint(FD_VERIFY, "crc7 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 471
 472         c = crc7(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 473
 474         if (c == vh->crc7)
 475                 return 0;
 476
 477         vc->name = "crc7";
 478         vc->good_crc = &vh->crc7;
 479         vc->bad_crc = &c;
 480         vc->crc_len = 1;
 481         log_verify_failure(hdr, vc);
 482         return EILSEQ;
 483 }
 484
 485 static int verify_io_u_crc16(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 486 {
 487         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 488         struct vhdr_crc16 *vh = hdr_priv(hdr);
 489         unsigned short c;
 490
 491         dprint(FD_VERIFY, "crc16 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 492
 493         c = crc16(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 494
 495         if (c == vh->crc16)
 496                 return 0;
 497
 498         vc->name = "crc16";
 499         vc->good_crc = &vh->crc16;
 500         vc->bad_crc = &c;
 501         vc->crc_len = 2;
 502         log_verify_failure(hdr, vc);
 503         return EILSEQ;
 504 }
 505
 506 static int verify_io_u_crc64(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 507 {
 508         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 509         struct vhdr_crc64 *vh = hdr_priv(hdr);
 510         unsigned long long c;
 511
 512         dprint(FD_VERIFY, "crc64 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 513
 514         c = crc64(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 515
 516         if (c == vh->crc64)
 517                 return 0;
 518
 519         vc->name = "crc64";
 520         vc->good_crc = &vh->crc64;
 521         vc->bad_crc = &c;
 522         vc->crc_len = 8;
 523         log_verify_failure(hdr, vc);
 524         return EILSEQ;
 525 }
 526
 527 static int verify_io_u_crc32(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 528 {
 529         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 530         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
 531         uint32_t c;
 532
 533         dprint(FD_VERIFY, "crc32 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 534
 535         c = crc32(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 536
 537         if (c == vh->crc32)
 538                 return 0;
 539
 540         vc->name = "crc32";
 541         vc->good_crc = &vh->crc32;
 542         vc->bad_crc = &c;
 543         vc->crc_len = 4;
 544         log_verify_failure(hdr, vc);
 545         return EILSEQ;
 546 }
 547
 548 static int verify_io_u_crc32c(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 549 {
 550         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 551         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
 552         uint32_t c;
 553
 554         dprint(FD_VERIFY, "crc32c verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 555
 556         if (hdr->verify_type == VERIFY_CRC32C_INTEL)
 557                 c = crc32c_intel(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 558         else
 559                 c = crc32c(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 560
 561         if (c == vh->crc32)
 562                 return 0;
 563
 564         vc->name = "crc32c";
 565         vc->good_crc = &vh->crc32;
 566         vc->bad_crc = &c;
 567         vc->crc_len = 4;
 568         log_verify_failure(hdr, vc);
 569         return EILSEQ;
 570 }
 571
 572 static int verify_io_u_md5(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 573 {
 574         void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
 575         struct vhdr_md5 *vh = hdr_priv(hdr);
 576         uint32_t hash[MD5_HASH_WORDS];
 577         struct md5_ctx md5_ctx = {
 578                 .hash = hash,
 579         };
 580
 581         dprint(FD_VERIFY, "md5 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 582
 583         md5_init(&md5_ctx);
 584         md5_update(&md5_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 585
 586         if (!memcmp(vh->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(hash)))
 587                 return 0;
 588
 589         vc->name = "md5";
 590         vc->good_crc = vh->md5_digest;
 591         vc->bad_crc = md5_ctx.hash;
 592         vc->crc_len = sizeof(hash);
 593         log_verify_failure(hdr, vc);
 594         return EILSEQ;
 595 }
 596
 597 /*
 598  * Push IO verification to a separate thread
 599  */
 600 int verify_io_u_async(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 601 {
 602         if (io_u->file)
 603                 put_file_log(td, io_u->file);
 604
 605         io_u->file = NULL;
 606
 607         pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
 608
 609         if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
 610                 td->cur_depth--;
 611                 io_u->flags &= ~IO_U_F_IN_CUR_DEPTH;
 612         }
 613         flist_del(&io_u->list);
 614         flist_add_tail(&io_u->list, &td->verify_list);
 615         io_u->flags |= IO_U_F_FREE_DEF;
 616         pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
 617
 618         pthread_cond_signal(&td->verify_cond);
 619         return 0;
 620 }
 621
 622 static int verify_trimmed_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 623 {
 624         static char zero_buf[1024];
 625         unsigned int this_len, len;
 626         int ret = 0;
 627         void *p;
 628
 629         if (!td->o.trim_zero)
 630                 return 0;
 631
 632         len = io_u->buflen;
 633         p = io_u->buf;
 634         do {
 635                 this_len = sizeof(zero_buf);
 636                 if (this_len > len)
 637                         this_len = len;
 638                 if (memcmp(p, zero_buf, this_len)) {
 639                         ret = EILSEQ;
 640                         break;
 641                 }
 642                 len -= this_len;
 643                 p += this_len;
 644         } while (len);
 645
 646         if (!ret)
 647                 return 0;
 648
 649         log_err("trim: verify failed at file %s offset %llu, length %lu"
 650                 ", block offset %lu\n",
 651                         io_u->file->file_name, io_u->offset, io_u->buflen,
 652                         (unsigned long) (p - io_u->buf));
 653         return ret;
 654 }
 655
 656 int verify_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 657 {
 658         struct verify_header *hdr;
 659         unsigned int header_size, hdr_inc, hdr_num = 0;
 660         void *p;
 661         int ret;
 662
 663         if (td->o.verify == VERIFY_NULL || io_u->ddir != DDIR_READ)
 664                 return 0;
 665         if (io_u->flags & IO_U_F_TRIMMED) {
 666                 ret = verify_trimmed_io_u(td, io_u);
 667                 goto done;
 668         }
 669
 670         hdr_inc = get_hdr_inc(td, io_u);
 671
 672         ret = 0;
 673         for (p = io_u->buf; p < io_u->buf + io_u->buflen;
 674              p += hdr_inc, hdr_num++) {
 675                 struct vcont vc = {
 676                         .io_u           = io_u,
 677                         .hdr_num        = hdr_num,
 678                         .td             = td,
 679                 };
 680
 681                 if (ret && td->o.verify_fatal)
 682                         break;
 683
 684                 header_size = __hdr_size(td->o.verify);
 685                 if (td->o.verify_offset)
 686                         memswp(p, p + td->o.verify_offset, header_size);
 687                 hdr = p;
 688
 689                 if (hdr->fio_magic != FIO_HDR_MAGIC) {
 690                         log_err("verify: bad magic header %x, wanted %x at file %s offset %llu, length %u\n",
 691                                 hdr->fio_magic, FIO_HDR_MAGIC,
 692                                 io_u->file->file_name,
 693                                 io_u->offset + hdr_num * hdr->len, hdr->len);
 694                         return EILSEQ;
 695                 }
 696
 697                 switch (hdr->verify_type) {
 698                 case VERIFY_MD5:
 699                         ret = verify_io_u_md5(hdr, &vc);
 700                         break;
 701                 case VERIFY_CRC64:
 702                         ret = verify_io_u_crc64(hdr, &vc);
 703                         break;
 704                 case VERIFY_CRC32C:
 705                 case VERIFY_CRC32C_INTEL:
 706                         ret = verify_io_u_crc32c(hdr, &vc);
 707                         break;
 708                 case VERIFY_CRC32:
 709                         ret = verify_io_u_crc32(hdr, &vc);
 710                         break;
 711                 case VERIFY_CRC16:
 712                         ret = verify_io_u_crc16(hdr, &vc);
 713                         break;
 714                 case VERIFY_CRC7:
 715                         ret = verify_io_u_crc7(hdr, &vc);
 716                         break;
 717                 case VERIFY_SHA256:
 718                         ret = verify_io_u_sha256(hdr, &vc);
 719                         break;
 720                 case VERIFY_SHA512:
 721                         ret = verify_io_u_sha512(hdr, &vc);
 722                         break;
 723                 case VERIFY_META:
 724                         ret = verify_io_u_meta(hdr, &vc);
 725                         break;
 726                 case VERIFY_SHA1:
 727                         ret = verify_io_u_sha1(hdr, &vc);
 728                         break;
 729                 case VERIFY_PATTERN:
 730                         ret = verify_io_u_pattern(hdr, &vc);
 731                         break;
 732                 default:
 733                         log_err("Bad verify type %u\n", hdr->verify_type);
 734                         ret = EINVAL;
 735                 }
 736         }
 737
 738 done:
 739         if (ret && td->o.verify_fatal)
 740                 td->terminate = 1;
 741
 742         return ret;
 743 }
 744
 745 static void fill_meta(struct verify_header *hdr, struct thread_data *td,
 746                       struct io_u *io_u, unsigned int header_num)
 747 {
 748         struct vhdr_meta *vh = hdr_priv(hdr);
 749
 750         vh->thread = td->thread_number;
 751
 752         vh->time_sec = io_u->start_time.tv_sec;
 753         vh->time_usec = io_u->start_time.tv_usec;
 754
 755         vh->numberio = td->io_issues[DDIR_WRITE];
 756
 757         vh->offset = io_u->offset + header_num * td->o.verify_interval;
 758 }
 759
 760 static void fill_sha512(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 761 {
 762         struct vhdr_sha512 *vh = hdr_priv(hdr);
 763         struct sha512_ctx sha512_ctx = {
 764                 .buf = vh->sha512,
 765         };
 766
 767         sha512_init(&sha512_ctx);
 768         sha512_update(&sha512_ctx, p, len);
 769 }
 770
 771 static void fill_sha256(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 772 {
 773         struct vhdr_sha256 *vh = hdr_priv(hdr);
 774         struct sha256_ctx sha256_ctx = {
 775                 .buf = vh->sha256,
 776         };
 777
 778         sha256_init(&sha256_ctx);
 779         sha256_update(&sha256_ctx, p, len);
 780 }
 781
 782 static void fill_sha1(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 783 {
 784         struct vhdr_sha1 *vh = hdr_priv(hdr);
 785         struct sha1_ctx sha1_ctx = {
 786                 .H = vh->sha1,
 787         };
 788
 789         sha1_init(&sha1_ctx);
 790         sha1_update(&sha1_ctx, p, len);
 791 }
 792
 793 static void fill_crc7(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 794 {
 795         struct vhdr_crc7 *vh = hdr_priv(hdr);
 796
 797         vh->crc7 = crc7(p, len);
 798 }
 799
 800 static void fill_crc16(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 801 {
 802         struct vhdr_crc16 *vh = hdr_priv(hdr);
 803
 804         vh->crc16 = crc16(p, len);
 805 }
 806
 807 static void fill_crc32(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 808 {
 809         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
 810
 811         vh->crc32 = crc32(p, len);
 812 }
 813
 814 static void fill_crc32c(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 815 {
 816         struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
 817
 818         if (hdr->verify_type == VERIFY_CRC32C_INTEL)
 819                 vh->crc32 = crc32c_intel(p, len);
 820         else
 821                 vh->crc32 = crc32c(p, len);
 822 }
 823
 824 static void fill_crc64(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 825 {
 826         struct vhdr_crc64 *vh = hdr_priv(hdr);
 827
 828         vh->crc64 = crc64(p, len);
 829 }
 830
 831 static void fill_md5(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 832 {
 833         struct vhdr_md5 *vh = hdr_priv(hdr);
 834         struct md5_ctx md5_ctx = {
 835                 .hash = (uint32_t *) vh->md5_digest,
 836         };
 837
 838         md5_init(&md5_ctx);
 839         md5_update(&md5_ctx, p, len);
 840 }
 841
 842 static void populate_hdr(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 843                          struct verify_header *hdr, unsigned int header_num,
 844                          unsigned int header_len)
 845 {
 846         unsigned int data_len;
 847         void *data, *p;
 848
 849         p = (void *) hdr;
 850
 851         hdr->fio_magic = FIO_HDR_MAGIC;
 852         hdr->len = header_len;
 853         hdr->verify_type = td->o.verify;
 854         hdr->rand_seed = io_u->rand_seed;
 855         data_len = header_len - hdr_size(hdr);
 856
 857         data = p + hdr_size(hdr);
 858         switch (td->o.verify) {
 859         case VERIFY_MD5:
 860                 dprint(FD_VERIFY, "fill md5 io_u %p, len %u\n",
 861                                                 io_u, hdr->len);
 862                 fill_md5(hdr, data, data_len);
 863                 break;
 864         case VERIFY_CRC64:
 865                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc64 io_u %p, len %u\n",
 866                                                 io_u, hdr->len);
 867                 fill_crc64(hdr, data, data_len);
 868                 break;
 869         case VERIFY_CRC32C:
 870         case VERIFY_CRC32C_INTEL:
 871                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc32c io_u %p, len %u\n",
 872                                                 io_u, hdr->len);
 873                 fill_crc32c(hdr, data, data_len);
 874                 break;
 875         case VERIFY_CRC32:
 876                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc32 io_u %p, len %u\n",
 877                                                 io_u, hdr->len);
 878                 fill_crc32(hdr, data, data_len);
 879                 break;
 880         case VERIFY_CRC16:
 881                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc16 io_u %p, len %u\n",
 882                                                 io_u, hdr->len);
 883                 fill_crc16(hdr, data, data_len);
 884                 break;
 885         case VERIFY_CRC7:
 886                 dprint(FD_VERIFY, "fill crc7 io_u %p, len %u\n",
 887                                                 io_u, hdr->len);
 888                 fill_crc7(hdr, data, data_len);
 889                 break;
 890         case VERIFY_SHA256:
 891                 dprint(FD_VERIFY, "fill sha256 io_u %p, len %u\n",
 892                                                 io_u, hdr->len);
 893                 fill_sha256(hdr, data, data_len);
 894                 break;
 895         case VERIFY_SHA512:
 896                 dprint(FD_VERIFY, "fill sha512 io_u %p, len %u\n",
 897                                                 io_u, hdr->len);
 898                 fill_sha512(hdr, data, data_len);
 899                 break;
 900         case VERIFY_META:
 901                 dprint(FD_VERIFY, "fill meta io_u %p, len %u\n",
 902                                                 io_u, hdr->len);
 903                 fill_meta(hdr, td, io_u, header_num);
 904                 break;
 905         case VERIFY_SHA1:
 906                 dprint(FD_VERIFY, "fill sha1 io_u %p, len %u\n",
 907                                                 io_u, hdr->len);
 908                 fill_sha1(hdr, data, data_len);
 909                 break;
 910         case VERIFY_PATTERN:
 911                 /* nothing to do here */
 912                 break;
 913         default:
 914                 log_err("fio: bad verify type: %d\n", td->o.verify);
 915                 assert(0);
 916         }
 917         if (td->o.verify_offset)
 918                 memswp(p, p + td->o.verify_offset, hdr_size(hdr));
 919 }
 920
 921 /*
 922  * fill body of io_u->buf with random data and add a header with the
 923  * checksum of choice
 924  */
 925 void populate_verify_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 926 {
 927         if (td->o.verify == VERIFY_NULL)
 928                 return;
 929
 930         fill_pattern_headers(td, io_u, 0, 0);
 931 }
 932
 933 int get_next_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 934 {
 935         struct io_piece *ipo = NULL;
 936
 937         /*
 938          * this io_u is from a requeue, we already filled the offsets
 939          */
 940         if (io_u->file)
 941                 return 0;
 942
 943         if (!RB_EMPTY_ROOT(&td->io_hist_tree)) {
 944                 struct rb_node *n = rb_first(&td->io_hist_tree);
 945
 946                 ipo = rb_entry(n, struct io_piece, rb_node);
 947                 rb_erase(n, &td->io_hist_tree);
 948                 assert(ipo->flags & IP_F_ONRB);
 949                 ipo->flags &= ~IP_F_ONRB;
 950         } else if (!flist_empty(&td->io_hist_list)) {
 951                 ipo = flist_entry(td->io_hist_list.next, struct io_piece, list);
 952                 flist_del(&ipo->list);
 953                 assert(ipo->flags & IP_F_ONLIST);
 954                 ipo->flags &= ~IP_F_ONLIST;
 955         }
 956
 957         if (ipo) {
 958                 td->io_hist_len--;
 959
 960                 io_u->offset = ipo->offset;
 961                 io_u->buflen = ipo->len;
 962                 io_u->file = ipo->file;
 963
 964                 if (ipo->flags & IP_F_TRIMMED)
 965                         io_u->flags |= IO_U_F_TRIMMED;
 966
 967                 if (!fio_file_open(io_u->file)) {
 968                         int r = td_io_open_file(td, io_u->file);
 969
 970                         if (r) {
 971                                 dprint(FD_VERIFY, "failed file %s open\n",
 972                                                 io_u->file->file_name);
 973                                 return 1;
 974                         }
 975                 }
 976
 977                 get_file(ipo->file);
 978                 assert(fio_file_open(io_u->file));
 979                 io_u->ddir = DDIR_READ;
 980                 io_u->xfer_buf = io_u->buf;
 981                 io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
 982
 983                 remove_trim_entry(td, ipo);
 984                 free(ipo);
 985                 dprint(FD_VERIFY, "get_next_verify: ret io_u %p\n", io_u);
 986                 return 0;
 987         }
 988
 989         dprint(FD_VERIFY, "get_next_verify: empty\n");
 990         return 1;
 991 }
 992
 993 static void *verify_async_thread(void *data)
 994 {
 995         struct thread_data *td = data;
 996         struct io_u *io_u;
 997         int ret = 0;
 998
 999         if (td->o.verify_cpumask_set &&
1000             fio_setaffinity(td->pid, td->o.verify_cpumask)) {
1001                 log_err("fio: failed setting verify thread affinity\n");
1002                 goto done;
1003         }
1004
1005         do {
1006                 FLIST_HEAD(list);
1007
1008                 read_barrier();
1009                 if (td->verify_thread_exit)
1010                         break;
1011
1012                 pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
1013
1014                 while (flist_empty(&td->verify_list) &&
1015                        !td->verify_thread_exit) {
1016                         ret = pthread_cond_wait(&td->verify_cond,
1017                                                         &td->io_u_lock);
1018                         if (ret) {
1019                                 pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1020                                 break;
1021                         }
1022                 }
1023
1024                 flist_splice_init(&td->verify_list, &list);
1025                 pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1026
1027                 if (flist_empty(&list))
1028                         continue;
1029
1030                 while (!flist_empty(&list)) {
1031                         io_u = flist_entry(list.next, struct io_u, list);
1032                         flist_del_init(&io_u->list);
1033
1034                         ret = verify_io_u(td, io_u);
1035                         put_io_u(td, io_u);
1036                         if (!ret)
1037                                 continue;
1038                         if (td->o.continue_on_error &&
1039                             td_non_fatal_error(ret)) {
1040                                 update_error_count(td, ret);
1041                                 td_clear_error(td);
1042                                 ret = 0;
1043                         }
1044                 }
1045         } while (!ret);
1046
1047         if (ret) {
1048                 td_verror(td, ret, "async_verify");
1049                 if (td->o.verify_fatal)
1050                         td->terminate = 1;
1051         }
1052
1053 done:
1054         pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
1055         td->nr_verify_threads--;
1056         pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1057
1058         pthread_cond_signal(&td->free_cond);
1059         return NULL;
1060 }
1061
1062 int verify_async_init(struct thread_data *td)
1063 {
1064         int i, ret;
1065         pthread_attr_t attr;
1066
1067         pthread_attr_init(&attr);
1068         pthread_attr_setstacksize(&attr, PTHREAD_STACK_MIN);
1069
1070         td->verify_thread_exit = 0;
1071
1072         td->verify_threads = malloc(sizeof(pthread_t) * td->o.verify_async);
1073         for (i = 0; i < td->o.verify_async; i++) {
1074                 ret = pthread_create(&td->verify_threads[i], &attr,
1075                                         verify_async_thread, td);
1076                 if (ret) {
1077                         log_err("fio: async verify creation failed: %s\n",
1078                                         strerror(ret));
1079                         break;
1080                 }
1081                 ret = pthread_detach(td->verify_threads[i]);
1082                 if (ret) {
1083                         log_err("fio: async verify thread detach failed: %s\n",
1084                                         strerror(ret));
1085                         break;
1086                 }
1087                 td->nr_verify_threads++;
1088         }
1089
1090         pthread_attr_destroy(&attr);
1091
1092         if (i != td->o.verify_async) {
1093                 log_err("fio: only %d verify threads started, exiting\n", i);
1094                 td->verify_thread_exit = 1;
1095                 write_barrier();
1096                 pthread_cond_broadcast(&td->verify_cond);
1097                 return 1;
1098         }
1099
1100         return 0;
1101 }
1102
1103 void verify_async_exit(struct thread_data *td)
1104 {
1105         td->verify_thread_exit = 1;
1106         write_barrier();
1107         pthread_cond_broadcast(&td->verify_cond);
1108
1109         pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
1110
1111         while (td->nr_verify_threads)
1112                 pthread_cond_wait(&td->free_cond, &td->io_u_lock);
1113
1114         pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
1115         free(td->verify_threads);
1116         td->verify_threads = NULL;
1117 }