More random fixes
[fio.git] / io_u.c
diff --git a/io_u.c b/io_u.c
index 691f7afe36cd9b2ffa5072b265b446c685a6264e..7ac31a0d297872fe82168e74cff63cfce1880dcb 100644 (file)
--- a/io_u.c
+++ b/io_u.c
@@ -6,7 +6,6 @@
 #include <assert.h>
 
 #include "fio.h"
-#include "os.h"
 
 /*
  * Change this define to play with the timeout handling
@@ -26,11 +25,13 @@ struct io_completion_data {
  * to yet. Used to make sure we cover the entire range in a fair fashion.
  */
 static int random_map_free(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
-                          unsigned long long block)
+                          const unsigned long long block)
 {
        unsigned int idx = RAND_MAP_IDX(td, f, block);
        unsigned int bit = RAND_MAP_BIT(td, f, block);
 
+       dprint(FD_RANDOM, "free: b=%llu, idx=%u, bit=%u\n", block, idx, bit);
+
        return (f->file_map[idx] & (1UL << bit)) == 0;
 }
 
@@ -45,7 +46,7 @@ static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
        unsigned int blocks;
        unsigned int nr_blocks;
 
-       block = io_u->offset / (unsigned long long) min_bs;
+       block = (io_u->offset - f->file_offset) / (unsigned long long) min_bs;
        blocks = 0;
        nr_blocks = (io_u->buflen + min_bs - 1) / min_bs;
 
@@ -56,7 +57,7 @@ static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                 * If we have a mixed random workload, we may
                 * encounter blocks we already did IO to.
                 */
-               if (!td->o.ddir_nr && !random_map_free(td, f, block))
+               if ((td->o.ddir_nr == 1) && !random_map_free(td, f, block))
                        break;
 
                idx = RAND_MAP_IDX(td, f, block);
@@ -73,19 +74,35 @@ static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                io_u->buflen = blocks * min_bs;
 }
 
+static inline unsigned long long last_block(struct thread_data *td,
+                                           struct fio_file *f,
+                                           enum fio_ddir ddir)
+{
+       unsigned long long max_blocks;
+
+       max_blocks = f->io_size / (unsigned long long) td->o.min_bs[ddir];
+       if (!max_blocks)
+               return 0;
+
+       return max_blocks - 1;
+}
+
 /*
  * Return the next free block in the map.
  */
 static int get_next_free_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
-                              unsigned long long *b)
+                              enum fio_ddir ddir, unsigned long long *b)
 {
+       unsigned long long min_bs = td->o.rw_min_bs;
        int i;
 
        i = f->last_free_lookup;
        *b = (i * BLOCKS_PER_MAP);
-       while ((*b) * td->o.rw_min_bs < f->real_file_size) {
+       while ((*b) * min_bs < f->real_file_size) {
                if (f->file_map[i] != -1UL) {
-                       *b += ffz(f->file_map[i]);
+                       *b += fio_ffz(f->file_map[i]);
+                       if (*b > last_block(td, f, ddir))
+                               break;
                        f->last_free_lookup = i;
                        return 0;
                }
@@ -94,36 +111,56 @@ static int get_next_free_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
                i++;
        }
 
+       dprint(FD_IO, "failed finding a free block\n");
        return 1;
 }
 
 static int get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
-                               int ddir, unsigned long long *b)
+                               enum fio_ddir ddir, unsigned long long *b)
 {
-       unsigned long long max_blocks = f->io_size / td->o.min_bs[ddir];
-       unsigned long long r, rb;
+       unsigned long long r;
        int loops = 5;
 
        do {
                r = os_random_long(&td->random_state);
-               if (!max_blocks)
-                       *b = 0;
-               else
-                       *b = ((max_blocks - 1) * r / (unsigned long long) (RAND_MAX+1.0));
+               dprint(FD_RANDOM, "off rand %llu\n", r);
+               *b = (last_block(td, f, ddir) - 1) * (r / ((unsigned long long) RAND_MAX + 1.0));
+
+               /*
+                * if we are not maintaining a random map, we are done.
+                */
                if (td->o.norandommap)
-                       break;
-               rb = *b + (f->file_offset / td->o.min_bs[ddir]);
-               loops--;
-       } while (!random_map_free(td, f, rb) && loops);
+                       return 0;
+
+               /*
+                * calculate map offset and check if it's free
+                */
+               if (random_map_free(td, f, *b))
+                       return 0;
+
+               dprint(FD_RANDOM, "get_next_rand_offset: offset %llu busy\n",
+                                                                       *b);
+       } while (--loops);
 
        /*
-        * if we failed to retrieve a truly random offset within
-        * the loops assigned, see if there are free ones left at all
+        * we get here, if we didn't suceed in looking up a block. generate
+        * a random start offset into the filemap, and find the first free
+        * block from there.
         */
-       if (!loops && get_next_free_block(td, f, b))
-               return 1;
+       loops = 10;
+       do {
+               f->last_free_lookup = (f->num_maps - 1) * (r / (RAND_MAX+1.0));
+               if (!get_next_free_block(td, f, ddir, b))
+                       return 0;
 
-       return 0;
+               r = os_random_long(&td->random_state);
+       } while (--loops);
+
+       /*
+        * that didn't work either, try exhaustive search from the start
+        */
+       f->last_free_lookup = 0;
+       return get_next_free_block(td, f, ddir, b);
 }
 
 /*
@@ -134,8 +171,8 @@ static int get_next_rand_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 {
        struct fio_file *f = io_u->file;
-       const int ddir = io_u->ddir;
        unsigned long long b;
+       enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
 
        if (td_random(td) && (td->o.ddir_nr && !--td->ddir_nr)) {
                td->ddir_nr = td->o.ddir_nr;
@@ -143,22 +180,26 @@ static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                if (get_next_rand_offset(td, f, ddir, &b))
                        return 1;
        } else {
-               if (f->last_pos >= f->real_file_size)
-                       return 1;
-
-               b = f->last_pos / td->o.min_bs[ddir];
+               if (f->last_pos >= f->real_file_size) {
+                       if (!td_random(td) ||
+                            get_next_rand_offset(td, f, ddir, &b))
+                               return 1;
+               } else
+                       b = (f->last_pos - f->file_offset) / td->o.min_bs[ddir];
        }
 
        io_u->offset = (b * td->o.min_bs[ddir]) + f->file_offset;
-       if (io_u->offset >= f->real_file_size)
+       if (io_u->offset >= f->real_file_size) {
+               dprint(FD_IO, "get_next_offset: offset %llu >= size %llu\n",
+                                       io_u->offset, f->real_file_size);
                return 1;
+       }
 
        return 0;
 }
 
 static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 {
-       struct fio_file *f = io_u->file;
        const int ddir = io_u->ddir;
        unsigned int buflen;
        long r;
@@ -167,21 +208,28 @@ static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                buflen = td->o.min_bs[ddir];
        else {
                r = os_random_long(&td->bsrange_state);
-               buflen = (unsigned int) (1 + (double) (td->o.max_bs[ddir] - 1) * r / (RAND_MAX + 1.0));
+               if (!td->o.bssplit_nr)
+                       buflen = (unsigned int) (1 + (double) (td->o.max_bs[ddir] - 1) * r / (RAND_MAX + 1.0));
+               else {
+                       long perc = 0;
+                       unsigned int i;
+
+                       for (i = 0; i < td->o.bssplit_nr; i++) {
+                               struct bssplit *bsp = &td->o.bssplit[i];
+
+                               buflen = bsp->bs;
+                               perc += bsp->perc;
+                               if (r <= ((LONG_MAX / 100L) * perc))
+                                       break;
+                       }
+               }
                if (!td->o.bs_unaligned)
                        buflen = (buflen + td->o.min_bs[ddir] - 1) & ~(td->o.min_bs[ddir] - 1);
        }
 
-       while (buflen + io_u->offset > f->real_file_size) {
-               if (buflen == td->o.min_bs[ddir]) {
-                       if (!td->o.odirect) {
-                               assert(io_u->offset <= f->real_file_size);
-                               buflen = f->real_file_size - io_u->offset;
-                               return buflen;
-                       }
-                       return 0;
-               }
-
+       if (io_u->offset + buflen > io_u->file->real_file_size) {
+               dprint(FD_IO, "lower buflen %u -> %u (ddir=%d)\n", buflen,
+                                               td->o.min_bs[ddir], ddir);
                buflen = td->o.min_bs[ddir];
        }
 
@@ -280,6 +328,9 @@ void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
        assert((io_u->flags & IO_U_F_FREE) == 0);
        io_u->flags |= IO_U_F_FREE;
 
+       if (io_u->file)
+               put_file(td, io_u->file);
+
        io_u->file = NULL;
        list_del(&io_u->list);
        list_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
@@ -291,6 +342,9 @@ void requeue_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
        struct io_u *__io_u = *io_u;
 
        __io_u->flags |= IO_U_F_FREE;
+       if ((__io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT) && (__io_u->ddir != DDIR_SYNC))
+               td->io_issues[__io_u->ddir]--;
+               
        __io_u->flags &= ~IO_U_F_FLIGHT;
 
        list_del(&__io_u->list);
@@ -301,11 +355,8 @@ void requeue_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 
 static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 {
-       /*
-        * If using an iolog, grab next piece if any available.
-        */
-       if (td->o.read_iolog)
-               return read_iolog_get(td, io_u);
+       if (td->io_ops->flags & FIO_NOIO)
+               goto out;
 
        /*
         * see if it's time to sync
@@ -319,16 +370,36 @@ static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 
        io_u->ddir = get_rw_ddir(td);
 
+       /*
+        * See if it's time to switch to a new zone
+        */
+       if (td->zone_bytes >= td->o.zone_size) {
+               td->zone_bytes = 0;
+               io_u->file->last_pos += td->o.zone_skip;
+               td->io_skip_bytes += td->o.zone_skip;
+       }
+
        /*
         * No log, let the seq/rand engine retrieve the next buflen and
         * position.
         */
-       if (get_next_offset(td, io_u))
+       if (get_next_offset(td, io_u)) {
+               dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting offset\n", io_u);
                return 1;
+       }
 
        io_u->buflen = get_next_buflen(td, io_u);
-       if (!io_u->buflen)
+       if (!io_u->buflen) {
+               dprint(FD_IO, "io_u %p, failed getting buflen\n", io_u);
                return 1;
+       }
+
+       if (io_u->offset + io_u->buflen > io_u->file->real_file_size) {
+               dprint(FD_IO, "io_u %p, offset too large\n", io_u);
+               dprint(FD_IO, "  off=%llu/%lu > %llu\n", io_u->offset,
+                               io_u->buflen, io_u->file->real_file_size);
+               return 1;
+       }
 
        /*
         * mark entry before potentially trimming io_u
@@ -340,9 +411,9 @@ static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
         * If using a write iolog, store this entry.
         */
 out:
-       if (td->o.write_iolog_file)
-               write_iolog_put(td, io_u);
-
+       dprint_io_u(io_u, "fill_io_u");
+       td->zone_bytes += io_u->buflen;
+       log_io_u(td, io_u);
        return 0;
 }
 
@@ -355,17 +426,22 @@ void io_u_mark_depth(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 
        switch (td->cur_depth) {
        default:
-               index++;
+               index = 6;
+               break;
        case 32 ... 63:
-               index++;
+               index = 5;
+               break;
        case 16 ... 31:
-               index++;
+               index = 4;
+               break;
        case 8 ... 15:
-               index++;
+               index = 3;
+               break;
        case 4 ... 7:
-               index++;
+               index = 2;
+               break;
        case 2 ... 3:
-               index++;
+               index = 1;
        case 1:
                break;
        }
@@ -374,38 +450,98 @@ void io_u_mark_depth(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
        td->ts.total_io_u[io_u->ddir]++;
 }
 
-static void io_u_mark_latency(struct thread_data *td, unsigned long msec)
+static void io_u_mark_lat_usec(struct thread_data *td, unsigned long usec)
+{
+       int index = 0;
+
+       assert(usec < 1000);
+
+       switch (usec) {
+       case 750 ... 999:
+               index = 9;
+               break;
+       case 500 ... 749:
+               index = 8;
+               break;
+       case 250 ... 499:
+               index = 7;
+               break;
+       case 100 ... 249:
+               index = 6;
+               break;
+       case 50 ... 99:
+               index = 5;
+               break;
+       case 20 ... 49:
+               index = 4;
+               break;
+       case 10 ... 19:
+               index = 3;
+               break;
+       case 4 ... 9:
+               index = 2;
+               break;
+       case 2 ... 3:
+               index = 1;
+       case 0 ... 1:
+               break;
+       }
+
+       assert(index < FIO_IO_U_LAT_U_NR);
+       td->ts.io_u_lat_u[index]++;
+}
+
+static void io_u_mark_lat_msec(struct thread_data *td, unsigned long msec)
 {
        int index = 0;
 
        switch (msec) {
        default:
-               index++;
+               index = 11;
+               break;
        case 1000 ... 1999:
-               index++;
+               index = 10;
+               break;
        case 750 ... 999:
-               index++;
+               index = 9;
+               break;
        case 500 ... 749:
-               index++;
+               index = 8;
+               break;
        case 250 ... 499:
-               index++;
+               index = 7;
+               break;
        case 100 ... 249:
-               index++;
+               index = 6;
+               break;
        case 50 ... 99:
-               index++;
+               index = 5;
+               break;
        case 20 ... 49:
-               index++;
+               index = 4;
+               break;
        case 10 ... 19:
-               index++;
+               index = 3;
+               break;
        case 4 ... 9:
-               index++;
+               index = 2;
+               break;
        case 2 ... 3:
-               index++;
+               index = 1;
        case 0 ... 1:
                break;
        }
 
-       td->ts.io_u_lat[index]++;
+       assert(index < FIO_IO_U_LAT_M_NR);
+       td->ts.io_u_lat_m[index]++;
+}
+
+static void io_u_mark_latency(struct thread_data *td, unsigned long usec)
+{
+       if (usec < 1000)
+               io_u_mark_lat_usec(td, usec);
+       else
+               io_u_mark_lat_msec(td, usec / 1000);
 }
 
 /*
@@ -425,8 +561,10 @@ static struct fio_file *get_next_file_rand(struct thread_data *td, int goodf,
                if (f->flags & FIO_FILE_DONE)
                        continue;
 
-               if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf))
+               if ((!goodf || (f->flags & goodf)) && !(f->flags & badf)) {
+                       dprint(FD_FILE, "get_next_file_rand: %p\n", f);
                        return f;
+               }
        } while (1);
 }
 
@@ -457,6 +595,7 @@ static struct fio_file *get_next_file_rr(struct thread_data *td, int goodf,
                f = NULL;
        } while (td->next_file != old_next_file);
 
+       dprint(FD_FILE, "get_next_file_rr: %p\n", f);
        return f;
 }
 
@@ -466,12 +605,14 @@ static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
 
        assert(td->o.nr_files <= td->files_index);
 
-       if (!td->nr_open_files)
+       if (!td->nr_open_files || td->nr_done_files >= td->o.nr_files) {
+               dprint(FD_FILE, "get_next_file: nr_open=%d, nr_done=%d, nr_files=%d\n", td->nr_open_files, td->nr_done_files, td->o.nr_files);
                return NULL;
+       }
 
        f = td->file_service_file;
        if (f && (f->flags & FIO_FILE_OPEN) && td->file_service_left--)
-               return f;
+               goto out;
 
        if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RR)
                f = get_next_file_rr(td, FIO_FILE_OPEN, FIO_FILE_CLOSING);
@@ -480,6 +621,8 @@ static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
 
        td->file_service_file = f;
        td->file_service_left = td->file_service_nr - 1;
+out:
+       dprint(FD_FILE, "get_next_file: %p\n", f);
        return f;
 }
 
@@ -487,6 +630,9 @@ static struct fio_file *find_next_new_file(struct thread_data *td)
 {
        struct fio_file *f;
 
+       if (!td->nr_open_files || td->nr_done_files >= td->o.nr_files)
+               return NULL;
+
        if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RR)
                f = get_next_file_rr(td, 0, FIO_FILE_OPEN);
        else
@@ -495,6 +641,50 @@ static struct fio_file *find_next_new_file(struct thread_data *td)
        return f;
 }
 
+static int set_io_u_file(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
+{
+       struct fio_file *f;
+
+       do {
+               f = get_next_file(td);
+               if (!f)
+                       return 1;
+
+set_file:
+               io_u->file = f;
+               get_file(f);
+
+               if (!fill_io_u(td, io_u))
+                       break;
+
+               /*
+                * td_io_close() does a put_file() as well, so no need to
+                * do that here.
+                */
+               io_u->file = NULL;
+               td_io_close_file(td, f);
+               f->flags |= FIO_FILE_DONE;
+               td->nr_done_files++;
+
+               /*
+                * probably not the right place to do this, but see
+                * if we need to open a new file
+                */
+               if (td->nr_open_files < td->o.open_files &&
+                   td->o.open_files != td->o.nr_files) {
+                       f = find_next_new_file(td);
+
+                       if (!f || td_io_open_file(td, f))
+                               return 1;
+
+                       goto set_file;
+               }
+       } while (1);
+
+       return 0;
+}
+
+
 struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
 {
        struct io_u *io_u = NULL;
@@ -531,11 +721,12 @@ struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
 {
        struct fio_file *f;
        struct io_u *io_u;
-       int ret;
 
        io_u = __get_io_u(td);
-       if (!io_u)
+       if (!io_u) {
+               dprint(FD_IO, "__get_io_u failed\n");
                return NULL;
+       }
 
        /*
         * from a requeue, io_u already setup
@@ -543,60 +734,24 @@ struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
        if (io_u->file)
                goto out;
 
-       do {
-               f = get_next_file(td);
-               if (!f) {
-                       put_io_u(td, io_u);
-                       return NULL;
-               }
-
-set_file:
-               io_u->file = f;
-
-               if (!fill_io_u(td, io_u))
-                       break;
-
-               /*
-                * No more to do for this file, close it
-                */
-               io_u->file = NULL;
-               td_io_close_file(td, f);
-               f->flags |= FIO_FILE_DONE;
-
-               /*
-                * probably not the right place to do this, but see
-                * if we need to open a new file
-                */
-               if (td->nr_open_files < td->o.open_files &&
-                   td->o.open_files != td->o.nr_files) {
-                       f = find_next_new_file(td);
-
-                       if (!f || (ret = td_io_open_file(td, f))) {
-                               put_io_u(td, io_u);
-                               return NULL;
-                       }
-                       goto set_file;
-               }
-       } while (1);
-
-       if (td->zone_bytes >= td->o.zone_size) {
-               td->zone_bytes = 0;
-               f->last_pos += td->o.zone_skip;
-       }
-
-       if (io_u->buflen + io_u->offset > f->real_file_size) {
-               if (td->io_ops->flags & FIO_RAWIO) {
-                       put_io_u(td, io_u);
-                       return NULL;
-               }
-
-               io_u->buflen = f->real_file_size - io_u->offset;
+       /*
+        * If using an iolog, grab next piece if any available.
+        */
+       if (td->o.read_iolog_file) {
+               if (read_iolog_get(td, io_u))
+                       goto err_put;
+       } else if (set_io_u_file(td, io_u)) {
+               dprint(FD_IO, "io_u %p, setting file failed\n", io_u);
+               goto err_put;
        }
+       
+       f = io_u->file;
+       assert(f->flags & FIO_FILE_OPEN);
 
        if (io_u->ddir != DDIR_SYNC) {
-               if (!io_u->buflen) {
-                       put_io_u(td, io_u);
-                       return NULL;
+               if (!io_u->buflen && !(td->io_ops->flags & FIO_NOIO)) {
+                       dprint(FD_IO, "get_io_u: zero buflen on %p\n", io_u);
+                       goto err_put;
                }
 
                f->last_pos = io_u->offset + io_u->buflen;
@@ -608,17 +763,19 @@ set_file:
        /*
         * Set io data pointers.
         */
+       io_u->endpos = io_u->offset + io_u->buflen;
 out:
        io_u->xfer_buf = io_u->buf;
        io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
 
-       if (td_io_prep(td, io_u)) {
-               put_io_u(td, io_u);
-               return NULL;
+       if (!td_io_prep(td, io_u)) {
+               fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
+               return io_u;
        }
-
-       fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
-       return io_u;
+err_put:
+       dprint(FD_IO, "get_io_u failed\n");
+       put_io_u(td, io_u);
+       return NULL;
 }
 
 void io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
@@ -641,13 +798,13 @@ void io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
                         struct io_completion_data *icd)
 {
-       unsigned long msec;
+       unsigned long usec;
+
+       dprint_io_u(io_u, "io complete");
 
        assert(io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT);
        io_u->flags &= ~IO_U_F_FLIGHT;
 
-       put_file(td, io_u->file);
-
        if (io_u->ddir == DDIR_SYNC) {
                td->last_was_sync = 1;
                return;
@@ -662,18 +819,18 @@ static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 
                td->io_blocks[idx]++;
                td->io_bytes[idx] += bytes;
-               td->zone_bytes += bytes;
                td->this_io_bytes[idx] += bytes;
 
-               io_u->file->last_completed_pos = io_u->offset + io_u->buflen;
+               io_u->file->last_completed_pos = io_u->endpos;
 
-               msec = mtime_since(&io_u->issue_time, &icd->time);
+               usec = utime_since(&io_u->issue_time, &icd->time);
 
-               add_clat_sample(td, idx, msec);
+               add_clat_sample(td, idx, usec);
                add_bw_sample(td, idx, &icd->time);
-               io_u_mark_latency(td, msec);
+               io_u_mark_latency(td, usec);
 
-               if ((td_rw(td) || td_write(td)) && idx == DDIR_WRITE &&
+               if (td_write(td) && idx == DDIR_WRITE &&
+                   td->o.do_verify &&
                    td->o.verify != VERIFY_NONE)
                        log_io_piece(td, io_u);
 
@@ -742,6 +899,8 @@ long io_u_queued_complete(struct thread_data *td, int min_events)
        int ret;
        struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0, };
 
+       dprint(FD_IO, "io_u_queued_completed: min=%d\n", min_events);
+
        if (!min_events)
                tvp = &ts;
 
@@ -768,7 +927,7 @@ void io_u_queued(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 {
        unsigned long slat_time;
 
-       slat_time = mtime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time);
+       slat_time = utime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time);
        add_slat_sample(td, io_u->ddir, slat_time);
 }