verify.c

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