Fix thread hang when using async engines (libaio,etc.) when too low of a iops rate...
[fio.git] / io_u.c
diff --git a/io_u.c b/io_u.c
index 51da223d3e02ab194c45a77e6249870d9d0a62d4..428b312c9b34fea3cd1db6d38b375fd1a14376e6 100644 (file)
--- a/io_u.c
+++ b/io_u.c
@@ -13,6 +13,7 @@
 
 struct io_completion_data {
        int nr;                         /* input */
+       int account;                    /* input */
 
        int error;                      /* output */
        unsigned long bytes_done[2];    /* output */
@@ -113,6 +114,9 @@ static unsigned long long last_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
        if (max_size > f->real_file_size)
                max_size = f->real_file_size;
 
+       if (td->o.zone_range)
+               max_size = td->o.zone_range;
+
        max_blocks = max_size / (unsigned long long) td->o.ba[ddir];
        if (!max_blocks)
                return 0;
@@ -157,7 +161,7 @@ static int get_next_free_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 static int get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
                                enum fio_ddir ddir, unsigned long long *b)
 {
-       unsigned long long r, lastb;
+       unsigned long long rmax, r, lastb;
        int loops = 5;
 
        lastb = last_block(td, f, ddir);
@@ -167,14 +171,14 @@ static int get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
        if (f->failed_rands >= 200)
                goto ffz;
 
+       rmax = td->o.use_os_rand ? OS_RAND_MAX : FRAND_MAX;
        do {
-               if (td->o.use_os_rand) {
+               if (td->o.use_os_rand)
                        r = os_random_long(&td->random_state);
-                       *b = (lastb - 1) * (r / ((unsigned long long) OS_RAND_MAX + 1.0));
-               } else {
+               else
                        r = __rand(&td->__random_state);
-                       *b = (lastb - 1) * (r / ((unsigned long long) FRAND_MAX + 1.0));
-               }
+
+               *b = (lastb - 1) * (r / ((unsigned long long) rmax + 1.0));
 
                dprint(FD_RANDOM, "off rand %llu\n", r);
 
@@ -206,7 +210,7 @@ static int get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
        loops = 10;
        do {
                f->last_free_lookup = (f->num_maps - 1) *
-                                       (r / (OS_RAND_MAX + 1.0));
+                                       (r / ((unsigned long long) rmax + 1.0));
                if (!get_next_free_block(td, f, ddir, b))
                        goto ret;
 
@@ -249,7 +253,16 @@ static int get_next_seq_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
        assert(ddir_rw(ddir));
 
        if (f->last_pos < f->real_file_size) {
-               *b = (f->last_pos - f->file_offset) / td->o.min_bs[ddir];
+               unsigned long long pos;
+
+               if (f->last_pos == f->file_offset && td->o.ddir_seq_add < 0)
+                       f->last_pos = f->real_file_size;
+
+               pos = f->last_pos - f->file_offset;
+               if (pos)
+                       pos += td->o.ddir_seq_add;
+
+               *b = pos / td->o.min_bs[ddir];
                return 0;
        }
 
@@ -481,6 +494,21 @@ static enum fio_ddir rate_ddir(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
        } else
                usec = td->rate_pending_usleep[ddir];
 
+       /*
+        * We are going to sleep, ensure that we flush anything pending as
+        * not to skew our latency numbers.
+        *
+        * Changed to only monitor 'in flight' requests here instead of the
+        * td->cur_depth, b/c td->cur_depth does not accurately represent
+        * io's that have been actually submitted to an async engine,
+        * and cur_depth is meaningless for sync engines.
+        */
+       if (td->io_u_in_flight) {
+               int fio_unused ret;
+
+               ret = io_u_queued_complete(td, td->io_u_in_flight, NULL);
+       }
+
        fio_gettime(&t, NULL);
        usec_sleep(td, usec);
        usec = utime_since_now(&t);
@@ -577,13 +605,12 @@ void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 {
        td_io_u_lock(td);
 
-       io_u->flags |= IO_U_F_FREE;
-       io_u->flags &= ~IO_U_F_FREE_DEF;
-
-       if (io_u->file)
+       if (io_u->file && !(io_u->flags & IO_U_F_FREE_DEF))
                put_file_log(td, io_u->file);
-
        io_u->file = NULL;
+       io_u->flags &= ~IO_U_F_FREE_DEF;
+       io_u->flags |= IO_U_F_FREE;
+
        if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH)
                td->cur_depth--;
        flist_del_init(&io_u->list);
@@ -637,7 +664,8 @@ static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
         */
        if (td->zone_bytes >= td->o.zone_size) {
                td->zone_bytes = 0;
-               io_u->file->last_pos += td->o.zone_skip;
+               io_u->file->file_offset += td->o.zone_range + td->o.zone_skip;
+               io_u->file->last_pos = io_u->file->file_offset;
                td->io_skip_bytes += td->o.zone_skip;
        }
 
@@ -1101,6 +1129,44 @@ static int check_get_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
        return 0;
 }
 
+/*
+ * Fill offset and start time into the buffer content, to prevent too
+ * easy compressible data for simple de-dupe attempts. Do this for every
+ * 512b block in the range, since that should be the smallest block size
+ * we can expect from a device.
+ */
+static void small_content_scramble(struct io_u *io_u)
+{
+       unsigned int i, nr_blocks = io_u->buflen / 512;
+       unsigned long long boffset;
+       unsigned int offset;
+       void *p, *end;
+
+       if (!nr_blocks)
+               return;
+
+       p = io_u->xfer_buf;
+       boffset = io_u->offset;
+
+       for (i = 0; i < nr_blocks; i++) {
+               /*
+                * Fill the byte offset into a "random" start offset of
+                * the buffer, given by the product of the usec time
+                * and the actual offset.
+                */
+               offset = (io_u->start_time.tv_usec ^ boffset) & 511;
+               offset &= ~(sizeof(unsigned long long) - 1);
+               if (offset >= 512 - sizeof(unsigned long long))
+                       offset -= sizeof(unsigned long long);
+               memcpy(p + offset, &boffset, sizeof(boffset));
+
+               end = p + 512 - sizeof(io_u->start_time);
+               memcpy(end, &io_u->start_time, sizeof(io_u->start_time));
+               p += 512;
+               boffset += 512;
+       }
+}
+
 /*
  * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
  * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped and submitted.
@@ -1109,6 +1175,7 @@ struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
 {
        struct fio_file *f;
        struct io_u *io_u;
+       int do_scramble = 0;
 
        io_u = __get_io_u(td);
        if (!io_u) {
@@ -1150,11 +1217,14 @@ struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
                f->last_start = io_u->offset;
                f->last_pos = io_u->offset + io_u->buflen;
 
-               if (td->o.verify != VERIFY_NONE && io_u->ddir == DDIR_WRITE)
-                       populate_verify_io_u(td, io_u);
-               else if (td->o.refill_buffers && io_u->ddir == DDIR_WRITE)
-                       io_u_fill_buffer(td, io_u, io_u->xfer_buflen);
-               else if (io_u->ddir == DDIR_READ) {
+               if (io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
+                       if (td->o.verify != VERIFY_NONE)
+                               populate_verify_io_u(td, io_u);
+                       else if (td->o.refill_buffers)
+                               io_u_fill_buffer(td, io_u, io_u->xfer_buflen);
+                       else if (td->o.scramble_buffers)
+                               do_scramble = 1;
+               } else if (io_u->ddir == DDIR_READ) {
                        /*
                         * Reset the buf_filled parameters so next time if the
                         * buffer is used for writes it is refilled.
@@ -1174,6 +1244,8 @@ out:
        if (!td_io_prep(td, io_u)) {
                if (!td->o.disable_slat)
                        fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
+               if (do_scramble)
+                       small_content_scramble(io_u);
                return io_u;
        }
 err_put:
@@ -1203,6 +1275,46 @@ void io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                td_verror(td, io_u->error, "io_u error");
 }
 
+static void account_io_completion(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
+                                 struct io_completion_data *icd,
+                                 const enum fio_ddir idx, unsigned int bytes)
+{
+       unsigned long uninitialized_var(lusec);
+
+       if (!icd->account)
+               return;
+
+       if (!td->o.disable_clat || !td->o.disable_bw)
+               lusec = utime_since(&io_u->issue_time, &icd->time);
+
+       if (!td->o.disable_lat) {
+               unsigned long tusec;
+
+               tusec = utime_since(&io_u->start_time, &icd->time);
+               add_lat_sample(td, idx, tusec, bytes);
+       }
+
+       if (!td->o.disable_clat) {
+               add_clat_sample(td, idx, lusec, bytes);
+               io_u_mark_latency(td, lusec);
+       }
+
+       if (!td->o.disable_bw)
+               add_bw_sample(td, idx, bytes, &icd->time);
+
+       add_iops_sample(td, idx, &icd->time);
+}
+
+static long long usec_for_io(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
+{
+       unsigned long long secs, remainder, bps, bytes;
+       bytes = td->this_io_bytes[ddir];
+       bps = td->rate_bps[ddir];
+       secs = bytes / bps;
+       remainder = bytes % bps;
+       return remainder * 1000000 / bps + secs * 1000000;
+}
+
 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
                         struct io_completion_data *icd)
 {
@@ -1240,6 +1352,7 @@ static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
                int ret;
 
                td->io_blocks[idx]++;
+               td->this_io_blocks[idx]++;
                td->io_bytes[idx] += bytes;
                td->this_io_bytes[idx] += bytes;
 
@@ -1255,35 +1368,17 @@ static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
                        }
                }
 
-               if (ramp_time_over(td)) {
-                       unsigned long uninitialized_var(lusec);
-
-                       if (!td->o.disable_clat || !td->o.disable_bw)
-                               lusec = utime_since(&io_u->issue_time,
-                                                       &icd->time);
-                       if (!td->o.disable_lat) {
-                               unsigned long tusec;
+               if (ramp_time_over(td) && td->runstate == TD_RUNNING) {
+                       account_io_completion(td, io_u, icd, idx, bytes);
 
-                               tusec = utime_since(&io_u->start_time,
-                                                       &icd->time);
-                               add_lat_sample(td, idx, tusec, bytes);
-                       }
-                       if (!td->o.disable_clat) {
-                               add_clat_sample(td, idx, lusec, bytes);
-                               io_u_mark_latency(td, lusec);
-                       }
-                       if (!td->o.disable_bw)
-                               add_bw_sample(td, idx, bytes, &icd->time);
                        if (__should_check_rate(td, idx)) {
                                td->rate_pending_usleep[idx] =
-                                       ((td->this_io_bytes[idx] *
-                                         td->rate_nsec_cycle[idx]) / 1000 -
+                                       (usec_for_io(td, idx) -
                                         utime_since_now(&td->start));
                        }
-                       if (__should_check_rate(td, idx ^ 1))
+                       if (__should_check_rate(td, odx))
                                td->rate_pending_usleep[odx] =
-                                       ((td->this_io_bytes[odx] *
-                                         td->rate_nsec_cycle[odx]) / 1000 -
+                                       (usec_for_io(td, odx) -
                                         utime_since_now(&td->start));
                }
 
@@ -1303,8 +1398,8 @@ static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
                icd->error = io_u->error;
                io_u_log_error(td, io_u);
        }
-       if (td->o.continue_on_error && icd->error &&
-           td_non_fatal_error(icd->error)) {
+       if (icd->error && td_non_fatal_error(icd->error) &&
+           (td->o.continue_on_error & td_error_type(io_u->ddir, icd->error))) {
                /*
                 * If there is a non_fatal error, then add to the error count
                 * and clear all the errors.
@@ -1323,6 +1418,7 @@ static void init_icd(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
                fio_gettime(&icd->time, NULL);
 
        icd->nr = nr;
+       icd->account = 1;
 
        icd->error = 0;
        icd->bytes_done[0] = icd->bytes_done[1] = 0;
@@ -1341,6 +1437,8 @@ static void ios_completed(struct thread_data *td,
 
                if (!(io_u->flags & IO_U_F_FREE_DEF))
                        put_io_u(td, io_u);
+
+               icd->account = 0;
        }
 }
 
@@ -1431,7 +1529,7 @@ void io_u_fill_buffer(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
        io_u->buf_filled_len = 0;
 
        if (!td->o.zero_buffers)
-               fill_random_buf(io_u->buf, max_bs);
+               fill_random_buf(&td->buf_state, io_u->buf, max_bs);
        else
                memset(io_u->buf, 0, max_bs);
 }