Cache layout improvements
[fio.git] / io_u.c
diff --git a/io_u.c b/io_u.c
index 551c5ffa3158859783d4475ab82c7c837b63cac5..91d1290f388ef53a2b9ebd55302c051df8f8983b 100644 (file)
--- a/io_u.c
+++ b/io_u.c
@@ -10,6 +10,7 @@
 #include "verify.h"
 #include "trim.h"
 #include "lib/rand.h"
+#include "lib/axmap.h"
 
 struct io_completion_data {
        int nr;                         /* input */
@@ -20,17 +21,12 @@ struct io_completion_data {
 };
 
 /*
- * The ->file_map[] contains a map of blocks we have or have not done io
+ * The ->io_axmap contains a map of blocks we have or have not done io
  * to yet. Used to make sure we cover the entire range in a fair fashion.
  */
 static int random_map_free(struct fio_file *f, const unsigned long long block)
 {
-       unsigned int idx = RAND_MAP_IDX(f, block);
-       unsigned int bit = RAND_MAP_BIT(f, block);
-
-       dprint(FD_RANDOM, "free: b=%llu, idx=%u, bit=%u\n", block, idx, bit);
-
-       return (f->file_map[idx] & (1UL << bit)) == 0;
+       return !axmap_isset(f->io_axmap, block);
 }
 
 /*
@@ -41,61 +37,16 @@ static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
        unsigned int min_bs = td->o.rw_min_bs;
        struct fio_file *f = io_u->file;
        unsigned long long block;
-       unsigned int blocks, nr_blocks;
-       int busy_check;
+       unsigned int nr_blocks;
 
        block = (io_u->offset - f->file_offset) / (unsigned long long) min_bs;
        nr_blocks = (io_u->buflen + min_bs - 1) / min_bs;
-       blocks = 0;
-       busy_check = !(io_u->flags & IO_U_F_BUSY_OK);
-
-       while (nr_blocks) {
-               unsigned int idx, bit;
-               unsigned long mask, this_blocks;
-
-               /*
-                * If we have a mixed random workload, we may
-                * encounter blocks we already did IO to.
-                */
-               if (!busy_check) {
-                       blocks = nr_blocks;
-                       break;
-               }
-               if ((td->o.ddir_seq_nr == 1) && !random_map_free(f, block))
-                       break;
-
-               idx = RAND_MAP_IDX(f, block);
-               bit = RAND_MAP_BIT(f, block);
 
-               fio_assert(td, idx < f->num_maps);
-
-               this_blocks = nr_blocks;
-               if (this_blocks + bit > BLOCKS_PER_MAP)
-                       this_blocks = BLOCKS_PER_MAP - bit;
-
-               do {
-                       if (this_blocks == BLOCKS_PER_MAP)
-                               mask = -1UL;
-                       else
-                               mask = ((1UL << this_blocks) - 1) << bit;
-       
-                       if (!(f->file_map[idx] & mask))
-                               break;
-
-                       this_blocks--;
-               } while (this_blocks);
-
-               if (!this_blocks)
-                       break;
-
-               f->file_map[idx] |= mask;
-               nr_blocks -= this_blocks;
-               blocks += this_blocks;
-               block += this_blocks;
-       }
+       if (!(io_u->flags & IO_U_F_BUSY_OK))
+               nr_blocks = axmap_set_nr(f->io_axmap, block, nr_blocks);
 
-       if ((blocks * min_bs) < io_u->buflen)
-               io_u->buflen = blocks * min_bs;
+       if ((nr_blocks * min_bs) < io_u->buflen)
+               io_u->buflen = nr_blocks * min_bs;
 }
 
 static unsigned long long last_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
@@ -123,113 +74,57 @@ static unsigned long long last_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
        return max_blocks;
 }
 
-/*
- * Return the next free block in the map.
- */
-static int get_next_free_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
-                              enum fio_ddir ddir, unsigned long long *b)
-{
-       unsigned long long block, min_bs = td->o.rw_min_bs, lastb;
-       int i;
-
-       lastb = last_block(td, f, ddir);
-       if (!lastb)
-               return 1;
-
-       i = f->last_free_lookup;
-       block = i * BLOCKS_PER_MAP;
-       while (block * min_bs < f->real_file_size &&
-               block * min_bs < f->io_size) {
-               if (f->file_map[i] != -1UL) {
-                       block += ffz(f->file_map[i]);
-                       if (block > lastb)
-                               break;
-                       f->last_free_lookup = i;
-                       *b = block;
-                       return 0;
-               }
-
-               block += BLOCKS_PER_MAP;
-               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,
                                  enum fio_ddir ddir, unsigned long long *b)
 {
-       unsigned long long rmax, r, lastb;
-       int loops = 5;
+       unsigned long long r;
 
-       lastb = last_block(td, f, ddir);
-       if (!lastb)
-               return 1;
+       if (td->o.random_generator == FIO_RAND_GEN_TAUSWORTHE) {
+               unsigned long long rmax, lastb;
 
-       if (f->failed_rands >= 200)
-               goto ffz;
+               lastb = last_block(td, f, ddir);
+               if (!lastb)
+                       return 1;
 
-       rmax = td->o.use_os_rand ? OS_RAND_MAX : FRAND_MAX;
-       do {
-               if (td->o.use_os_rand)
+               rmax = td->o.use_os_rand ? OS_RAND_MAX : FRAND_MAX;
+
+               if (td->o.use_os_rand) {
+                       rmax = OS_RAND_MAX;
                        r = os_random_long(&td->random_state);
-               else
+               } else {
+                       rmax = FRAND_MAX;
                        r = __rand(&td->__random_state);
-
-               *b = (lastb - 1) * (r / ((unsigned long long) rmax + 1.0));
+               }
 
                dprint(FD_RANDOM, "off rand %llu\n", r);
 
+               *b = (lastb - 1) * (r / ((unsigned long long) rmax + 1.0));
+       } else {
+               uint64_t off = 0;
 
-               /*
-                * if we are not maintaining a random map, we are done.
-                */
-               if (!file_randommap(td, f))
-                       goto ret_good;
-
-               /*
-                * calculate map offset and check if it's free
-                */
-               if (random_map_free(f, *b))
-                       goto ret_good;
-
-               dprint(FD_RANDOM, "get_next_rand_offset: offset %llu busy\n",
-                                                                       *b);
-       } while (--loops);
+               if (lfsr_next(&f->lfsr, &off))
+                       return 1;
 
-       if (!f->failed_rands++)
-               f->last_free_lookup = 0;
+               *b = off;
+       }
 
        /*
-        * 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 we are not maintaining a random map, we are done.
         */
-       loops = 10;
-       do {
-               f->last_free_lookup = (f->num_maps - 1) *
-                                       (r / ((unsigned long long) rmax + 1.0));
-               if (!get_next_free_block(td, f, ddir, b))
-                       goto ret;
-
-               if (td->o.use_os_rand)
-                       r = os_random_long(&td->random_state);
-               else
-                       r = __rand(&td->__random_state);
-       } while (--loops);
+       if (!file_randommap(td, f))
+               goto ret;
 
        /*
-        * that didn't work either, try exhaustive search from the start
+        * calculate map offset and check if it's free
         */
-       f->last_free_lookup = 0;
-ffz:
-       if (!get_next_free_block(td, f, ddir, b))
-               return 0;
-       f->last_free_lookup = 0;
-       return get_next_free_block(td, f, ddir, b);
-ret_good:
-       f->failed_rands = 0;
+       if (random_map_free(f, *b))
+               goto ret;
+
+       dprint(FD_RANDOM, "get_next_rand_offset: offset %llu busy\n", *b);
+
+       *b = axmap_next_free(f->io_axmap, *b);
+       if (*b == (uint64_t) -1ULL)
+               return 1;
 ret:
        return 0;
 }
@@ -347,7 +242,8 @@ static int get_next_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
                else if (b != -1ULL)
                        io_u->offset = b * td->o.ba[ddir];
                else {
-                       log_err("fio: bug in offset generation\n");
+                       log_err("fio: bug in offset generation: offset=%llu, b=%llu\n",
+                                                               offset, b);
                        ret = 1;
                }
        }
@@ -394,10 +290,12 @@ static int __get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 
 static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 {
-       struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
+       if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
+               struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
 
-       if (ops->fill_io_u_off)
-               return ops->fill_io_u_off(td, io_u);
+               if (ops->fill_io_u_off)
+                       return ops->fill_io_u_off(td, io_u);
+       }
 
        return __get_next_offset(td, io_u);
 }
@@ -413,7 +311,7 @@ static inline int io_u_fits(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 static unsigned int __get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 {
        const int ddir = io_u->ddir;
-       unsigned int uninitialized_var(buflen);
+       unsigned int buflen = 0;
        unsigned int minbs, maxbs;
        unsigned long r, rand_max;
 
@@ -472,10 +370,12 @@ static unsigned int __get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 
 static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 {
-       struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
+       if (td->flags & TD_F_PROFILE_OPS) {
+               struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
 
-       if (ops->fill_io_u_size)
-               return ops->fill_io_u_size(td, io_u);
+               if (ops->fill_io_u_size)
+                       return ops->fill_io_u_size(td, io_u);
+       }
 
        return __get_next_buflen(td, io_u);
 }
@@ -1064,10 +964,12 @@ out:
 
 static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
 {
-       struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
+       if (!(td->flags & TD_F_PROFILE_OPS)) {
+               struct prof_io_ops *ops = &td->prof_io_ops;
 
-       if (ops->get_next_file)
-               return ops->get_next_file(td);
+               if (ops->get_next_file)
+                       return ops->get_next_file(td);
+       }
 
        return __get_next_file(td);
 }
@@ -1144,7 +1046,10 @@ again:
 
 static int check_get_trim(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 {
-       if (td->o.trim_backlog && td->trim_entries) {
+       if (!(td->flags & TD_F_TRIM_BACKLOG))
+               return 0;
+
+       if (td->trim_entries) {
                int get_trim = 0;
 
                if (td->trim_batch) {
@@ -1167,7 +1072,10 @@ static int check_get_trim(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 
 static int check_get_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 {
-       if (td->o.verify_backlog && td->io_hist_len) {
+       if (!(td->flags & TD_F_VER_BACKLOG))
+               return 0;
+
+       if (td->io_hist_len) {
                int get_verify = 0;
 
                if (td->verify_batch)
@@ -1258,7 +1166,7 @@ struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
        /*
         * If using an iolog, grab next piece if any available.
         */
-       if (td->o.read_iolog_file) {
+       if (td->flags & TD_F_READ_IOLOG) {
                if (read_iolog_get(td, io_u))
                        goto err_put;
        } else if (set_io_u_file(td, io_u)) {
@@ -1279,12 +1187,12 @@ struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
                f->last_pos = io_u->offset + io_u->buflen;
 
                if (io_u->ddir == DDIR_WRITE) {
-                       if (td->o.refill_buffers) {
+                       if (td->flags & TD_F_REFILL_BUFFERS) {
                                io_u_fill_buffer(td, io_u,
                                        io_u->xfer_buflen, io_u->xfer_buflen);
-                       } else if (td->o.scramble_buffers)
+                       } else if (td->flags & TD_F_SCRAMBLE_BUFFERS)
                                do_scramble = 1;
-                       if (td->o.verify != VERIFY_NONE) {
+                       if (td->flags & TD_F_VER_NONE) {
                                populate_verify_io_u(td, io_u);
                                do_scramble = 0;
                        }
@@ -1345,7 +1253,7 @@ 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);
+       unsigned long lusec = 0;
 
        if (!td->o.disable_clat || !td->o.disable_bw)
                lusec = utime_since(&io_u->issue_time, &icd->time);
@@ -1359,8 +1267,8 @@ static void account_io_completion(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
                if (td->o.max_latency && tusec > td->o.max_latency) {
                        if (!td->error)
                                log_err("fio: latency of %lu usec exceeds specified max (%u usec)\n", tusec, td->o.max_latency);
-                       td_verror(td, ETIME, "max latency exceeded");
-                       icd->error = ETIME;
+                       td_verror(td, ETIMEDOUT, "max latency exceeded");
+                       icd->error = ETIMEDOUT;
                }
        }
 
@@ -1388,11 +1296,6 @@ static long long usec_for_io(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir)
 static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
                         struct io_completion_data *icd)
 {
-       /*
-        * Older gcc's are too dumb to realize that usec is always used
-        * initialized, silence that warning.
-        */
-       unsigned long uninitialized_var(usec);
        struct fio_file *f;
 
        dprint_io_u(io_u, "io complete");