debug: make debug=io readable with multiple threads
[fio.git] / io_u.c
diff --git a/io_u.c b/io_u.c
index 599bf08d8a4594aa7f12b46c80ca585d67f3834a..852b98e9d0f5a5c30a3f886fd29ca11b1b074c42 100644 (file)
--- a/io_u.c
+++ b/io_u.c
@@ -20,7 +20,7 @@ struct io_completion_data {
 
        int error;                      /* output */
        uint64_t bytes_done[DDIR_RWDIR_CNT];    /* output */
-       struct timeval time;            /* output */
+       struct timespec time;           /* output */
 };
 
 /*
@@ -37,7 +37,7 @@ static bool random_map_free(struct fio_file *f, const uint64_t block)
  */
 static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 {
-       unsigned int min_bs = td->o.rw_min_bs;
+       unsigned int min_bs = td->o.min_bs[io_u->ddir];
        struct fio_file *f = io_u->file;
        unsigned int nr_blocks;
        uint64_t block;
@@ -62,6 +62,7 @@ static uint64_t last_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 
        /*
         * Hmm, should we make sure that ->io_size <= ->real_file_size?
+        * -> not for now since there is code assuming it could go either.
         */
        max_size = f->io_size;
        if (max_size > f->real_file_size)
@@ -156,6 +157,66 @@ static int __get_next_rand_offset_gauss(struct thread_data *td,
        return 0;
 }
 
+static int __get_next_rand_offset_zoned_abs(struct thread_data *td,
+                                           struct fio_file *f,
+                                           enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
+{
+       struct zone_split_index *zsi;
+       uint64_t lastb, send, stotal;
+       static int warned;
+       unsigned int v;
+
+       lastb = last_block(td, f, ddir);
+       if (!lastb)
+               return 1;
+
+       if (!td->o.zone_split_nr[ddir]) {
+bail:
+               return __get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, lastb);
+       }
+
+       /*
+        * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
+        */
+       v = rand32_between(&td->zone_state, 1, 100);
+
+       /*
+        * Find our generated table. 'send' is the end block of this zone,
+        * 'stotal' is our start offset.
+        */
+       zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
+       stotal = zsi->size_prev / td->o.ba[ddir];
+       send = zsi->size / td->o.ba[ddir];
+
+       /*
+        * Should never happen
+        */
+       if (send == -1U) {
+               if (!warned) {
+                       log_err("fio: bug in zoned generation\n");
+                       warned = 1;
+               }
+               goto bail;
+       } else if (send > lastb) {
+               /*
+                * This happens if the user specifies ranges that exceed
+                * the file/device size. We can't handle that gracefully,
+                * so error and exit.
+                */
+               log_err("fio: zoned_abs sizes exceed file size\n");
+               return 1;
+       }
+
+       /*
+        * Generate index from 0..send-stotal
+        */
+       if (__get_next_rand_offset(td, f, ddir, b, send - stotal) == 1)
+               return 1;
+
+       *b += stotal;
+       return 0;
+}
+
 static int __get_next_rand_offset_zoned(struct thread_data *td,
                                        struct fio_file *f, enum fio_ddir ddir,
                                        uint64_t *b)
@@ -177,7 +238,7 @@ bail:
        /*
         * Generate a value, v, between 1 and 100, both inclusive
         */
-       v = rand_between(&td->zone_state, 1, 100);
+       v = rand32_between(&td->zone_state, 1, 100);
 
        zsi = &td->zone_state_index[ddir][v - 1];
        stotal = zsi->size_perc_prev;
@@ -248,6 +309,8 @@ static int get_off_from_method(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
                return __get_next_rand_offset_gauss(td, f, ddir, b);
        else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED)
                return __get_next_rand_offset_zoned(td, f, ddir, b);
+       else if (td->o.random_distribution == FIO_RAND_DIST_ZONED_ABS)
+               return __get_next_rand_offset_zoned_abs(td, f, ddir, b);
 
        log_err("fio: unknown random distribution: %d\n", td->o.random_distribution);
        return 1;
@@ -279,7 +342,7 @@ static bool should_do_random(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
        if (td->o.perc_rand[ddir] == 100)
                return true;
 
-       v = rand_between(&td->seq_rand_state[ddir], 1, 100);
+       v = rand32_between(&td->seq_rand_state[ddir], 1, 100);
 
        return v <= td->o.perc_rand[ddir];
 }
@@ -322,16 +385,29 @@ fetch:
        goto fetch;
 }
 
+static void loop_cache_invalidate(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
+{
+       struct thread_options *o = &td->o;
+
+       if (o->invalidate_cache && !o->odirect) {
+               int fio_unused ret;
+
+               ret = file_invalidate_cache(td, f);
+       }
+}
+
 static int get_next_rand_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
                               enum fio_ddir ddir, uint64_t *b)
 {
        if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
                return 0;
 
-       if (td->o.time_based) {
+       if (td->o.time_based ||
+           (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)) {
                fio_file_reset(td, f);
                if (!get_next_rand_offset(td, f, ddir, b))
                        return 0;
+               loop_cache_invalidate(td, f);
        }
 
        dprint(FD_IO, "%s: rand offset failed, last=%llu, size=%llu\n",
@@ -347,22 +423,25 @@ static int get_next_seq_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 
        assert(ddir_rw(ddir));
 
+       /*
+        * If we reach the end for a time based run, reset us back to 0
+        * and invalidate the cache, if we need to.
+        */
        if (f->last_pos[ddir] >= f->io_size + get_start_offset(td, f) &&
            o->time_based) {
-               struct thread_options *o = &td->o;
-               uint64_t io_size = f->io_size + (f->io_size % o->min_bs[ddir]);
-
-               if (io_size > f->last_pos[ddir])
-                       f->last_pos[ddir] = 0;
-               else
-                       f->last_pos[ddir] = f->last_pos[ddir] - io_size;
+               f->last_pos[ddir] = f->file_offset;
+               loop_cache_invalidate(td, f);
        }
 
        if (f->last_pos[ddir] < f->real_file_size) {
                uint64_t pos;
 
-               if (f->last_pos[ddir] == f->file_offset && o->ddir_seq_add < 0)
-                       f->last_pos[ddir] = f->real_file_size;
+               if (f->last_pos[ddir] == f->file_offset && o->ddir_seq_add < 0) {
+                       if (f->real_file_size > f->io_size)
+                               f->last_pos[ddir] = f->io_size;
+                       else
+                               f->last_pos[ddir] = f->real_file_size;
+               }
 
                pos = f->last_pos[ddir] - f->file_offset;
                if (pos && o->ddir_seq_add) {
@@ -371,10 +450,21 @@ static int get_next_seq_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
                        /*
                         * If we reach beyond the end of the file
                         * with holed IO, wrap around to the
-                        * beginning again.
+                        * beginning again. If we're doing backwards IO,
+                        * wrap to the end.
                         */
-                       if (pos >= f->real_file_size)
-                               pos = f->file_offset;
+                       if (pos >= f->real_file_size) {
+                               if (o->ddir_seq_add > 0)
+                                       pos = f->file_offset;
+                               else {
+                                       if (f->real_file_size > f->io_size)
+                                               pos = f->io_size;
+                                       else
+                                               pos = f->real_file_size;
+
+                                       pos += o->ddir_seq_add;
+                               }
+                       }
                }
 
                *offset = pos;
@@ -403,7 +493,7 @@ static int get_next_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
                                *is_random = 1;
                        } else {
                                *is_random = 0;
-                               io_u_set(io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
+                               io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
                                ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
                                if (ret)
                                        ret = get_next_rand_block(td, f, ddir, &b);
@@ -413,7 +503,7 @@ static int get_next_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
                        ret = get_next_seq_offset(td, f, ddir, &offset);
                }
        } else {
-               io_u_set(io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
+               io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BUSY_OK);
                *is_random = 0;
 
                if (td->o.rw_seq == RW_SEQ_SEQ) {
@@ -515,8 +605,8 @@ static unsigned int __get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
        int ddir = io_u->ddir;
        unsigned int buflen = 0;
        unsigned int minbs, maxbs;
-       uint64_t frand_max;
-       unsigned long r;
+       uint64_t frand_max, r;
+       bool power_2;
 
        assert(ddir_rw(ddir));
 
@@ -535,9 +625,9 @@ static unsigned int __get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
        if (!io_u_fits(td, io_u, minbs))
                return 0;
 
-       frand_max = rand_max(&td->bsrange_state);
+       frand_max = rand_max(&td->bsrange_state[ddir]);
        do {
-               r = __rand(&td->bsrange_state);
+               r = __rand(&td->bsrange_state[ddir]);
 
                if (!td->o.bssplit_nr[ddir]) {
                        buflen = 1 + (unsigned int) ((double) maxbs *
@@ -545,7 +635,7 @@ static unsigned int __get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
                        if (buflen < minbs)
                                buflen = minbs;
                } else {
-                       long perc = 0;
+                       long long perc = 0;
                        unsigned int i;
 
                        for (i = 0; i < td->o.bssplit_nr[ddir]; i++) {
@@ -553,19 +643,19 @@ static unsigned int __get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 
                                buflen = bsp->bs;
                                perc += bsp->perc;
-                               if ((r <= ((frand_max / 100L) * perc)) &&
+                               if (!perc)
+                                       break;
+                               if ((r / perc <= frand_max / 100ULL) &&
                                    io_u_fits(td, io_u, buflen))
                                        break;
                        }
                }
 
-               if (td->o.verify != VERIFY_NONE)
-                       buflen = (buflen + td->o.verify_interval - 1) &
-                               ~(td->o.verify_interval - 1);
-
-               if (!td->o.bs_unaligned && is_power_of_2(minbs))
+               power_2 = is_power_of_2(minbs);
+               if (!td->o.bs_unaligned && power_2)
                        buflen &= ~(minbs - 1);
-
+               else if (!td->o.bs_unaligned && !power_2) 
+                       buflen -= buflen % minbs; 
        } while (!io_u_fits(td, io_u, buflen));
 
        return buflen;
@@ -601,7 +691,7 @@ static inline enum fio_ddir get_rand_ddir(struct thread_data *td)
 {
        unsigned int v;
 
-       v = rand_between(&td->rwmix_state, 1, 100);
+       v = rand32_between(&td->rwmix_state, 1, 100);
 
        if (v <= td->o.rwmix[DDIR_READ])
                return DDIR_READ;
@@ -629,20 +719,24 @@ int io_u_quiesce(struct thread_data *td)
        }
 
        while (td->io_u_in_flight) {
-               int fio_unused ret;
+               int ret;
 
                ret = io_u_queued_complete(td, 1);
                if (ret > 0)
                        completed += ret;
        }
 
+       if (td->flags & TD_F_REGROW_LOGS)
+               regrow_logs(td);
+
        return completed;
 }
 
 static enum fio_ddir rate_ddir(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 {
        enum fio_ddir odir = ddir ^ 1;
-       long usec, now;
+       uint64_t usec;
+       uint64_t now;
 
        assert(ddir_rw(ddir));
        now = utime_since_now(&td->start);
@@ -665,11 +759,11 @@ static enum fio_ddir rate_ddir(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
                        return odir;
 
                /*
-                * Both directions are ahead of rate. sleep the min
-                * switch if necissary
+                * Both directions are ahead of rate. sleep the min,
+                * switch if necessary
                 */
                if (td->rate_next_io_time[ddir] <=
-                       td->rate_next_io_time[odir]) {
+                   td->rate_next_io_time[odir]) {
                        usec = td->rate_next_io_time[ddir] - now;
                } else {
                        usec = td->rate_next_io_time[odir] - now;
@@ -681,8 +775,7 @@ static enum fio_ddir rate_ddir(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
        if (td->o.io_submit_mode == IO_MODE_INLINE)
                io_u_quiesce(td);
 
-       usec = usec_sleep(td, usec);
-
+       usec_sleep(td, usec);
        return ddir;
 }
 
@@ -696,28 +789,22 @@ static enum fio_ddir get_rw_ddir(struct thread_data *td)
        enum fio_ddir ddir;
 
        /*
-        * see if it's time to fsync
-        */
-       if (td->o.fsync_blocks &&
-          !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fsync_blocks) &&
-            td->io_issues[DDIR_WRITE] && should_fsync(td))
-               return DDIR_SYNC;
-
-       /*
-        * see if it's time to fdatasync
-        */
-       if (td->o.fdatasync_blocks &&
-          !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fdatasync_blocks) &&
-            td->io_issues[DDIR_WRITE] && should_fsync(td))
-               return DDIR_DATASYNC;
-
-       /*
-        * see if it's time to sync_file_range
+        * See if it's time to fsync/fdatasync/sync_file_range first,
+        * and if not then move on to check regular I/Os.
         */
-       if (td->sync_file_range_nr &&
-          !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->sync_file_range_nr) &&
-            td->io_issues[DDIR_WRITE] && should_fsync(td))
-               return DDIR_SYNC_FILE_RANGE;
+       if (should_fsync(td)) {
+               if (td->o.fsync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
+                   !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fsync_blocks))
+                       return DDIR_SYNC;
+
+               if (td->o.fdatasync_blocks && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
+                   !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.fdatasync_blocks))
+                       return DDIR_DATASYNC;
+
+               if (td->sync_file_range_nr && td->io_issues[DDIR_WRITE] &&
+                   !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->sync_file_range_nr))
+                       return DDIR_SYNC_FILE_RANGE;
+       }
 
        if (td_rw(td)) {
                /*
@@ -741,8 +828,10 @@ static enum fio_ddir get_rw_ddir(struct thread_data *td)
                ddir = DDIR_READ;
        else if (td_write(td))
                ddir = DDIR_WRITE;
-       else
+       else if (td_trim(td))
                ddir = DDIR_TRIM;
+       else
+               ddir = DDIR_INVAL;
 
        td->rwmix_ddir = rate_ddir(td, ddir);
        return td->rwmix_ddir;
@@ -762,11 +851,11 @@ static void set_rw_ddir(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 
        io_u->ddir = io_u->acct_ddir = ddir;
 
-       if (io_u->ddir == DDIR_WRITE && (td->io_ops->flags & FIO_BARRIER) &&
+       if (io_u->ddir == DDIR_WRITE && td_ioengine_flagged(td, FIO_BARRIER) &&
            td->o.barrier_blocks &&
           !(td->io_issues[DDIR_WRITE] % td->o.barrier_blocks) &&
             td->io_issues[DDIR_WRITE])
-               io_u_set(io_u, IO_U_F_BARRIER);
+               io_u_set(td, io_u, IO_U_F_BARRIER);
 }
 
 void put_file_log(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
@@ -788,7 +877,7 @@ void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                put_file_log(td, io_u->file);
 
        io_u->file = NULL;
-       io_u_set(io_u, IO_U_F_FREE);
+       io_u_set(td, io_u, IO_U_F_FREE);
 
        if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
                td->cur_depth--;
@@ -801,7 +890,7 @@ void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 
 void clear_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 {
-       io_u_clear(io_u, IO_U_F_FLIGHT);
+       io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT);
        put_io_u(td, io_u);
 }
 
@@ -817,11 +906,11 @@ void requeue_io_u(struct thread_data *td, struct io_u **io_u)
 
        td_io_u_lock(td);
 
-       io_u_set(__io_u, IO_U_F_FREE);
+       io_u_set(td, __io_u, IO_U_F_FREE);
        if ((__io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT) && ddir_rw(ddir))
                td->io_issues[ddir]--;
 
-       io_u_clear(__io_u, IO_U_F_FLIGHT);
+       io_u_clear(td, __io_u, IO_U_F_FLIGHT);
        if (__io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
                td->cur_depth--;
                assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
@@ -837,7 +926,7 @@ static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 {
        unsigned int is_random;
 
-       if (td->io_ops->flags & FIO_NOIO)
+       if (td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO))
                goto out;
 
        set_rw_ddir(td, io_u);
@@ -882,8 +971,8 @@ static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
        }
 
        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",
+               dprint(FD_IO, "io_u %p, off=0x%llx + len=0x%lx exceeds file size=0x%llx\n",
+                       io_u,
                        (unsigned long long) io_u->offset, io_u->buflen,
                        (unsigned long long) io_u->file->real_file_size);
                return 1;
@@ -896,7 +985,7 @@ static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                mark_random_map(td, io_u);
 
 out:
-       dprint_io_u(io_u, "fill_io_u");
+       dprint_io_u(io_u, "fill");
        td->zone_bytes += io_u->buflen;
        return 0;
 }
@@ -971,11 +1060,52 @@ void io_u_mark_depth(struct thread_data *td, unsigned int nr)
        td->ts.io_u_map[idx] += nr;
 }
 
-static void io_u_mark_lat_usec(struct thread_data *td, unsigned long usec)
+static void io_u_mark_lat_nsec(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
 {
        int idx = 0;
 
-       assert(usec < 1000);
+       assert(nsec < 1000);
+
+       switch (nsec) {
+       case 750 ... 999:
+               idx = 9;
+               break;
+       case 500 ... 749:
+               idx = 8;
+               break;
+       case 250 ... 499:
+               idx = 7;
+               break;
+       case 100 ... 249:
+               idx = 6;
+               break;
+       case 50 ... 99:
+               idx = 5;
+               break;
+       case 20 ... 49:
+               idx = 4;
+               break;
+       case 10 ... 19:
+               idx = 3;
+               break;
+       case 4 ... 9:
+               idx = 2;
+               break;
+       case 2 ... 3:
+               idx = 1;
+       case 0 ... 1:
+               break;
+       }
+
+       assert(idx < FIO_IO_U_LAT_N_NR);
+       td->ts.io_u_lat_n[idx]++;
+}
+
+static void io_u_mark_lat_usec(struct thread_data *td, unsigned long long usec)
+{
+       int idx = 0;
+
+       assert(usec < 1000 && usec >= 1);
 
        switch (usec) {
        case 750 ... 999:
@@ -1012,10 +1142,12 @@ static void io_u_mark_lat_usec(struct thread_data *td, unsigned long usec)
        td->ts.io_u_lat_u[idx]++;
 }
 
-static void io_u_mark_lat_msec(struct thread_data *td, unsigned long msec)
+static void io_u_mark_lat_msec(struct thread_data *td, unsigned long long msec)
 {
        int idx = 0;
 
+       assert(msec >= 1);
+
        switch (msec) {
        default:
                idx = 11;
@@ -1057,12 +1189,42 @@ static void io_u_mark_lat_msec(struct thread_data *td, unsigned long msec)
        td->ts.io_u_lat_m[idx]++;
 }
 
-static void io_u_mark_latency(struct thread_data *td, unsigned long usec)
+static void io_u_mark_latency(struct thread_data *td, unsigned long long nsec)
 {
-       if (usec < 1000)
-               io_u_mark_lat_usec(td, usec);
+       if (nsec < 1000)
+               io_u_mark_lat_nsec(td, nsec);
+       else if (nsec < 1000000)
+               io_u_mark_lat_usec(td, nsec / 1000);
        else
-               io_u_mark_lat_msec(td, usec / 1000);
+               io_u_mark_lat_msec(td, nsec / 1000000);
+}
+
+static unsigned int __get_next_fileno_rand(struct thread_data *td)
+{
+       unsigned long fileno;
+
+       if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_RANDOM) {
+               uint64_t frand_max = rand_max(&td->next_file_state);
+               unsigned long r;
+
+               r = __rand(&td->next_file_state);
+               return (unsigned int) ((double) td->o.nr_files
+                               * (r / (frand_max + 1.0)));
+       }
+
+       if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_ZIPF)
+               fileno = zipf_next(&td->next_file_zipf);
+       else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_PARETO)
+               fileno = pareto_next(&td->next_file_zipf);
+       else if (td->o.file_service_type == FIO_FSERVICE_GAUSS)
+               fileno = gauss_next(&td->next_file_gauss);
+       else {
+               log_err("fio: bad file service type: %d\n", td->o.file_service_type);
+               assert(0);
+               return 0;
+       }
+
+       return fileno >> FIO_FSERVICE_SHIFT;
 }
 
 /*
@@ -1072,17 +1234,13 @@ static struct fio_file *get_next_file_rand(struct thread_data *td,
                                           enum fio_file_flags goodf,
                                           enum fio_file_flags badf)
 {
-       uint64_t frand_max = rand_max(&td->next_file_state);
        struct fio_file *f;
        int fno;
 
        do {
                int opened = 0;
-               unsigned long r;
 
-               r = __rand(&td->next_file_state);
-               fno = (unsigned int) ((double) td->o.nr_files
-                               * (r / (frand_max + 1.0)));
+               fno = __get_next_fileno_rand(td);
 
                f = td->files[fno];
                if (fio_file_done(f))
@@ -1235,20 +1393,24 @@ static long set_io_u_file(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                put_file_log(td, f);
                td_io_close_file(td, f);
                io_u->file = NULL;
-               fio_file_set_done(f);
-               td->nr_done_files++;
-               dprint(FD_FILE, "%s: is done (%d of %d)\n", f->file_name,
+               if (td->o.file_service_type & __FIO_FSERVICE_NONUNIFORM)
+                       fio_file_reset(td, f);
+               else {
+                       fio_file_set_done(f);
+                       td->nr_done_files++;
+                       dprint(FD_FILE, "%s: is done (%d of %d)\n", f->file_name,
                                        td->nr_done_files, td->o.nr_files);
+               }
        } while (1);
 
        return 0;
 }
 
 static void lat_fatal(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
-                     unsigned long tusec, unsigned long max_usec)
+                     unsigned long long tnsec, unsigned long long max_nsec)
 {
        if (!td->error)
-               log_err("fio: latency of %lu usec exceeds specified max (%lu usec)\n", tusec, max_usec);
+               log_err("fio: latency of %llu nsec exceeds specified max (%llu nsec)\n", tnsec, max_nsec);
        td_verror(td, ETIMEDOUT, "max latency exceeded");
        icd->error = ETIMEDOUT;
 }
@@ -1423,7 +1585,7 @@ again:
 
        if (io_u) {
                assert(io_u->flags & IO_U_F_FREE);
-               io_u_clear(io_u, IO_U_F_FREE | IO_U_F_NO_FILE_PUT |
+               io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FREE | IO_U_F_NO_FILE_PUT |
                                 IO_U_F_TRIMMED | IO_U_F_BARRIER |
                                 IO_U_F_VER_LIST);
 
@@ -1431,7 +1593,7 @@ again:
                io_u->acct_ddir = -1;
                td->cur_depth++;
                assert(!(td->flags & TD_F_CHILD));
-               io_u_set(io_u, IO_U_F_IN_CUR_DEPTH);
+               io_u_set(td, io_u, IO_U_F_IN_CUR_DEPTH);
                io_u->ipo = NULL;
        } else if (td_async_processing(td)) {
                /*
@@ -1451,22 +1613,19 @@ static bool check_get_trim(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 {
        if (!(td->flags & TD_F_TRIM_BACKLOG))
                return false;
+       if (!td->trim_entries)
+               return false;
 
-       if (td->trim_entries) {
-               int get_trim = 0;
-
-               if (td->trim_batch) {
-                       td->trim_batch--;
-                       get_trim = 1;
-               } else if (!(td->io_hist_len % td->o.trim_backlog) &&
-                        td->last_ddir != DDIR_READ) {
-                       td->trim_batch = td->o.trim_batch;
-                       if (!td->trim_batch)
-                               td->trim_batch = td->o.trim_backlog;
-                       get_trim = 1;
-               }
-
-               if (get_trim && !get_next_trim(td, io_u))
+       if (td->trim_batch) {
+               td->trim_batch--;
+               if (get_next_trim(td, io_u))
+                       return true;
+       } else if (!(td->io_hist_len % td->o.trim_backlog) &&
+                    td->last_ddir != DDIR_READ) {
+               td->trim_batch = td->o.trim_batch;
+               if (!td->trim_batch)
+                       td->trim_batch = td->o.trim_backlog;
+               if (get_next_trim(td, io_u))
                        return true;
        }
 
@@ -1508,32 +1667,40 @@ static bool check_get_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
  */
 static void small_content_scramble(struct io_u *io_u)
 {
-       unsigned int i, nr_blocks = io_u->buflen / 512;
-       uint64_t boffset;
+       unsigned int i, nr_blocks = io_u->buflen >> 9;
        unsigned int offset;
-       void *p, *end;
+       uint64_t boffset, *iptr;
+       char *p;
 
        if (!nr_blocks)
                return;
 
        p = io_u->xfer_buf;
        boffset = io_u->offset;
-       io_u->buf_filled_len = 0;
+
+       if (io_u->buf_filled_len)
+               io_u->buf_filled_len = 0;
+
+       /*
+        * Generate random index between 0..7. We do chunks of 512b, if
+        * we assume a cacheline is 64 bytes, then we have 8 of those.
+        * Scramble content within the blocks in the same cacheline to
+        * speed things up.
+        */
+       offset = (io_u->start_time.tv_nsec ^ boffset) & 7;
 
        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.
+                * Fill offset into start of cacheline, time into end
+                * of cacheline
                 */
-               offset = (io_u->start_time.tv_usec ^ boffset) & 511;
-               offset &= ~(sizeof(uint64_t) - 1);
-               if (offset >= 512 - sizeof(uint64_t))
-                       offset -= sizeof(uint64_t);
-               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));
+               iptr = (void *) p + (offset << 6);
+               *iptr = boffset;
+
+               iptr = (void *) p + 64 - 2 * sizeof(uint64_t);
+               iptr[0] = io_u->start_time.tv_sec;
+               iptr[1] = io_u->start_time.tv_nsec;
+
                p += 512;
                boffset += 512;
        }
@@ -1588,7 +1755,7 @@ struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
        assert(fio_file_open(f));
 
        if (ddir_rw(io_u->ddir)) {
-               if (!io_u->buflen && !(td->io_ops->flags & FIO_NOIO)) {
+               if (!io_u->buflen && !td_ioengine_flagged(td, FIO_NOIO)) {
                        dprint(FD_IO, "get_io_u: zero buflen on %p\n", io_u);
                        goto err_put;
                }
@@ -1628,8 +1795,10 @@ out:
        if (!td_io_prep(td, io_u)) {
                if (!td->o.disable_lat)
                        fio_gettime(&io_u->start_time, NULL);
+
                if (do_scramble)
                        small_content_scramble(io_u);
+
                return io_u;
        }
 err_put:
@@ -1667,7 +1836,7 @@ void io_u_log_error(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 {
        __io_u_log_error(td, io_u);
        if (td->parent)
-               __io_u_log_error(td, io_u);
+               __io_u_log_error(td->parent, io_u);
 }
 
 static inline bool gtod_reduce(struct thread_data *td)
@@ -1681,45 +1850,50 @@ static void account_io_completion(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
                                  const enum fio_ddir idx, unsigned int bytes)
 {
        const int no_reduce = !gtod_reduce(td);
-       unsigned long lusec = 0;
+       unsigned long long llnsec = 0;
 
        if (td->parent)
                td = td->parent;
 
+       if (!td->o.stats || td_ioengine_flagged(td, FIO_NOSTATS))
+               return;
+
        if (no_reduce)
-               lusec = utime_since(&io_u->issue_time, &icd->time);
+               llnsec = ntime_since(&io_u->issue_time, &icd->time);
 
        if (!td->o.disable_lat) {
-               unsigned long tusec;
+               unsigned long long tnsec;
 
-               tusec = utime_since(&io_u->start_time, &icd->time);
-               add_lat_sample(td, idx, tusec, bytes, io_u->offset);
+               tnsec = ntime_since(&io_u->start_time, &icd->time);
+               add_lat_sample(td, idx, tnsec, bytes, io_u->offset);
 
                if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
                        struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
 
                        if (ops->io_u_lat)
-                               icd->error = ops->io_u_lat(td, tusec);
+                               icd->error = ops->io_u_lat(td, tnsec);
                }
 
-               if (td->o.max_latency && tusec > td->o.max_latency)
-                       lat_fatal(td, icd, tusec, td->o.max_latency);
-               if (td->o.latency_target && tusec > td->o.latency_target) {
+               if (td->o.max_latency && tnsec > td->o.max_latency)
+                       lat_fatal(td, icd, tnsec, td->o.max_latency);
+               if (td->o.latency_target && tnsec > td->o.latency_target) {
                        if (lat_target_failed(td))
-                               lat_fatal(td, icd, tusec, td->o.latency_target);
+                               lat_fatal(td, icd, tnsec, td->o.latency_target);
                }
        }
 
-       if (!td->o.disable_clat) {
-               add_clat_sample(td, idx, lusec, bytes, io_u->offset);
-               io_u_mark_latency(td, lusec);
-       }
+       if (ddir_rw(idx)) {
+               if (!td->o.disable_clat) {
+                       add_clat_sample(td, idx, llnsec, bytes, io_u->offset);
+                       io_u_mark_latency(td, llnsec);
+               }
 
-       if (!td->o.disable_bw)
-               add_bw_sample(td, idx, bytes, &icd->time);
+               if (!td->o.disable_bw && per_unit_log(td->bw_log))
+                       add_bw_sample(td, io_u, bytes, llnsec);
 
-       if (no_reduce)
-               add_iops_sample(td, idx, bytes, &icd->time);
+               if (no_reduce && per_unit_log(td->iops_log))
+                       add_iops_sample(td, io_u, bytes);
+       }
 
        if (td->ts.nr_block_infos && io_u->ddir == DDIR_TRIM) {
                uint32_t *info = io_u_block_info(td, io_u);
@@ -1735,6 +1909,28 @@ static void account_io_completion(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
        }
 }
 
+static void file_log_write_comp(const struct thread_data *td, struct fio_file *f,
+                               uint64_t offset, unsigned int bytes)
+{
+       int idx;
+
+       if (!f)
+               return;
+
+       if (f->first_write == -1ULL || offset < f->first_write)
+               f->first_write = offset;
+       if (f->last_write == -1ULL || ((offset + bytes) > f->last_write))
+               f->last_write = offset + bytes;
+
+       if (!f->last_write_comp)
+               return;
+
+       idx = f->last_write_idx++;
+       f->last_write_comp[idx] = offset;
+       if (f->last_write_idx == td->o.iodepth)
+               f->last_write_idx = 0;
+}
+
 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u **io_u_ptr,
                         struct io_completion_data *icd)
 {
@@ -1742,10 +1938,10 @@ static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u **io_u_ptr,
        enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
        struct fio_file *f = io_u->file;
 
-       dprint_io_u(io_u, "io complete");
+       dprint_io_u(io_u, "complete");
 
        assert(io_u->flags & IO_U_F_FLIGHT);
-       io_u_clear(io_u, IO_U_F_FLIGHT | IO_U_F_BUSY_OK);
+       io_u_clear(td, io_u, IO_U_F_FLIGHT | IO_U_F_BUSY_OK);
 
        /*
         * Mark IO ok to verify
@@ -1779,30 +1975,16 @@ static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u **io_u_ptr,
                int ret;
 
                td->io_blocks[ddir]++;
-               td->this_io_blocks[ddir]++;
                td->io_bytes[ddir] += bytes;
 
-               if (!(io_u->flags & IO_U_F_VER_LIST))
+               if (!(io_u->flags & IO_U_F_VER_LIST)) {
+                       td->this_io_blocks[ddir]++;
                        td->this_io_bytes[ddir] += bytes;
-
-               if (ddir == DDIR_WRITE) {
-                       if (f) {
-                               if (f->first_write == -1ULL ||
-                                   io_u->offset < f->first_write)
-                                       f->first_write = io_u->offset;
-                               if (f->last_write == -1ULL ||
-                                   ((io_u->offset + bytes) > f->last_write))
-                                       f->last_write = io_u->offset + bytes;
-                       }
-                       if (td->last_write_comp) {
-                               int idx = td->last_write_idx++;
-
-                               td->last_write_comp[idx] = io_u->offset;
-                               if (td->last_write_idx == td->o.iodepth)
-                                       td->last_write_idx = 0;
-                       }
                }
 
+               if (ddir == DDIR_WRITE)
+                       file_log_write_comp(td, f, io_u->offset, bytes);
+
                if (ramp_time_over(td) && (td->runstate == TD_RUNNING ||
                                           td->runstate == TD_VERIFYING))
                        account_io_completion(td, io_u, icd, ddir, bytes);
@@ -1848,7 +2030,7 @@ static void init_icd(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd,
        icd->nr = nr;
 
        icd->error = 0;
-       for (ddir = DDIR_READ; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
+       for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
                icd->bytes_done[ddir] = 0;
 }
 
@@ -1887,7 +2069,7 @@ int io_u_sync_complete(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                return -1;
        }
 
-       for (ddir = DDIR_READ; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
+       for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
                td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
 
        return 0;
@@ -1903,7 +2085,7 @@ int io_u_queued_complete(struct thread_data *td, int min_evts)
        int ret, ddir;
        struct timespec ts = { .tv_sec = 0, .tv_nsec = 0, };
 
-       dprint(FD_IO, "io_u_queued_completed: min=%d\n", min_evts);
+       dprint(FD_IO, "io_u_queued_complete: min=%d\n", min_evts);
 
        if (!min_evts)
                tvp = &ts;
@@ -1926,7 +2108,7 @@ int io_u_queued_complete(struct thread_data *td, int min_evts)
                return -1;
        }
 
-       for (ddir = DDIR_READ; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
+       for (ddir = 0; ddir < DDIR_RWDIR_CNT; ddir++)
                td->bytes_done[ddir] += icd.bytes_done[ddir];
 
        return ret;
@@ -1937,10 +2119,10 @@ int io_u_queued_complete(struct thread_data *td, int min_evts)
  */
 void io_u_queued(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 {
-       if (!td->o.disable_slat) {
+       if (!td->o.disable_slat && ramp_time_over(td) && td->o.stats) {
                unsigned long slat_time;
 
-               slat_time = utime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time);
+               slat_time = ntime_since(&io_u->start_time, &io_u->issue_time);
 
                if (td->parent)
                        td = td->parent;
@@ -1964,7 +2146,7 @@ static struct frand_state *get_buf_state(struct thread_data *td)
                return &td->buf_state;
        }
 
-       v = rand_between(&td->dedupe_state, 1, 100);
+       v = rand32_between(&td->dedupe_state, 1, 100);
 
        if (v <= td->o.dedupe_percentage)
                return &td->buf_state_prev;
@@ -1985,6 +2167,9 @@ void fill_io_buffer(struct thread_data *td, void *buf, unsigned int min_write,
 {
        struct thread_options *o = &td->o;
 
+       if (o->mem_type == MEM_CUDA_MALLOC)
+               return;
+
        if (o->compress_percentage || o->dedupe_percentage) {
                unsigned int perc = td->o.compress_percentage;
                struct frand_state *rs;
@@ -2030,3 +2215,61 @@ void io_u_fill_buffer(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
        io_u->buf_filled_len = 0;
        fill_io_buffer(td, io_u->buf, min_write, max_bs);
 }
+
+static int do_sync_file_range(const struct thread_data *td,
+                             struct fio_file *f)
+{
+       off64_t offset, nbytes;
+
+       offset = f->first_write;
+       nbytes = f->last_write - f->first_write;
+
+       if (!nbytes)
+               return 0;
+
+       return sync_file_range(f->fd, offset, nbytes, td->o.sync_file_range);
+}
+
+int do_io_u_sync(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
+{
+       int ret;
+
+       if (io_u->ddir == DDIR_SYNC) {
+               ret = fsync(io_u->file->fd);
+       } else if (io_u->ddir == DDIR_DATASYNC) {
+#ifdef CONFIG_FDATASYNC
+               ret = fdatasync(io_u->file->fd);
+#else
+               ret = io_u->xfer_buflen;
+               io_u->error = EINVAL;
+#endif
+       } else if (io_u->ddir == DDIR_SYNC_FILE_RANGE)
+               ret = do_sync_file_range(td, io_u->file);
+       else {
+               ret = io_u->xfer_buflen;
+               io_u->error = EINVAL;
+       }
+
+       if (ret < 0)
+               io_u->error = errno;
+
+       return ret;
+}
+
+int do_io_u_trim(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
+{
+#ifndef FIO_HAVE_TRIM
+       io_u->error = EINVAL;
+       return 0;
+#else
+       struct fio_file *f = io_u->file;
+       int ret;
+
+       ret = os_trim(f, io_u->offset, io_u->xfer_buflen);
+       if (!ret)
+               return io_u->xfer_buflen;
+
+       io_u->error = ret;
+       return 0;
+#endif
+}