verify: always log IO in the order they are issued
[fio.git] / verify.c
index 42ea462f0cf656d18a47e404e8d13a13a8dbd0ab..93731228f1b68661e0edd3293bc491ccb650774d 100644 (file)
--- a/verify.c
+++ b/verify.c
@@ -6,11 +6,13 @@
 #include <string.h>
 #include <assert.h>
 #include <pthread.h>
+#include <libgen.h>
 
 #include "fio.h"
 #include "verify.h"
-#include "smalloc.h"
+#include "trim.h"
 #include "lib/rand.h"
+#include "lib/hweight.h"
 
 #include "crc/md5.h"
 #include "crc/crc64.h"
 #include "crc/sha512.h"
 #include "crc/sha1.h"
 
-void fill_pattern(struct thread_data *td, void *p, unsigned int len, struct io_u *io_u)
+static void populate_hdr(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
+                        struct verify_header *hdr, unsigned int header_num,
+                        unsigned int header_len);
+
+static void fill_pattern(struct thread_data *td, void *p, unsigned int len,
+                        char *pattern, unsigned int pattern_bytes)
 {
-       switch (td->o.verify_pattern_bytes) {
+       switch (pattern_bytes) {
        case 0:
-               dprint(FD_VERIFY, "fill random bytes len=%u\n", len);
-               fill_random_buf(p, len);
+               assert(0);
                break;
        case 1:
-               if (io_u->buf_filled_len >= len) {
-                       dprint(FD_VERIFY, "using already filled verify pattern b=0 len=%u\n", len);
-                       return;
-               }
                dprint(FD_VERIFY, "fill verify pattern b=0 len=%u\n", len);
-               memset(p, td->o.verify_pattern[0], len);
-               io_u->buf_filled_len = len;
+               memset(p, pattern[0], len);
                break;
        default: {
                unsigned int i = 0, size = 0;
                unsigned char *b = p;
 
-               if (io_u->buf_filled_len >= len) {
-                       dprint(FD_VERIFY, "using already filled verify pattern b=%d len=%u\n",
-                                       td->o.verify_pattern_bytes, len);
-                       return;
-               }
                dprint(FD_VERIFY, "fill verify pattern b=%d len=%u\n",
-                                       td->o.verify_pattern_bytes, len);
+                                       pattern_bytes, len);
 
                while (i < len) {
-                       size = td->o.verify_pattern_bytes;
+                       size = pattern_bytes;
                        if (size > (len - i))
                                size = len - i;
-                       memcpy(b+i, td->o.verify_pattern, size);
+                       memcpy(b+i, pattern, size);
                        i += size;
                }
-               io_u->buf_filled_len = len;
                break;
                }
        }
 }
 
+void fill_buffer_pattern(struct thread_data *td, void *p, unsigned int len)
+{
+       fill_pattern(td, p, len, td->o.buffer_pattern, td->o.buffer_pattern_bytes);
+}
+
+void fill_verify_pattern(struct thread_data *td, void *p, unsigned int len,
+                        struct io_u *io_u, unsigned long seed, int use_seed)
+{
+       if (!td->o.verify_pattern_bytes) {
+               dprint(FD_VERIFY, "fill random bytes len=%u\n", len);
+
+               if (use_seed)
+                       __fill_random_buf(p, len, seed);
+               else
+                       io_u->rand_seed = fill_random_buf(&td->__verify_state, p, len);
+               return;
+       }
+
+       if (io_u->buf_filled_len >= len) {
+               dprint(FD_VERIFY, "using already filled verify pattern b=%d len=%u\n",
+                       td->o.verify_pattern_bytes, len);
+               return;
+       }
+
+       fill_pattern(td, p, len, td->o.verify_pattern, td->o.verify_pattern_bytes);
+
+       io_u->buf_filled_len = len;
+}
+
+static unsigned int get_hdr_inc(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
+{
+       unsigned int hdr_inc;
+
+       hdr_inc = io_u->buflen;
+       if (td->o.verify_interval && td->o.verify_interval <= io_u->buflen)
+               hdr_inc = td->o.verify_interval;
+
+       return hdr_inc;
+}
+
+static void fill_pattern_headers(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
+                                unsigned long seed, int use_seed)
+{
+       unsigned int hdr_inc, header_num;
+       struct verify_header *hdr;
+       void *p = io_u->buf;
+
+       fill_verify_pattern(td, p, io_u->buflen, io_u, seed, use_seed);
+
+       hdr_inc = get_hdr_inc(td, io_u);
+       header_num = 0;
+       for (; p < io_u->buf + io_u->buflen; p += hdr_inc) {
+               hdr = p;
+               populate_hdr(td, io_u, hdr, header_num, hdr_inc);
+               header_num++;
+       }
+}
+
 static void memswp(void *buf1, void *buf2, unsigned int len)
 {
        char swap[200];
@@ -85,11 +138,11 @@ static void hexdump(void *buffer, int len)
 }
 
 /*
- * Prepare for seperation of verify_header and checksum header
+ * Prepare for separation of verify_header and checksum header
  */
 static inline unsigned int __hdr_size(int verify_type)
 {
-       unsigned int len = len;
+       unsigned int len = 0;
 
        switch (verify_type) {
        case VERIFY_NONE:
@@ -125,6 +178,9 @@ static inline unsigned int __hdr_size(int verify_type)
        case VERIFY_SHA1:
                len = sizeof(struct vhdr_sha1);
                break;
+       case VERIFY_PATTERN:
+               len = 0;
+               break;
        default:
                log_err("fio: unknown verify header!\n");
                assert(0);
@@ -155,6 +211,7 @@ struct vcont {
         */
        struct io_u *io_u;
        unsigned int hdr_num;
+       struct thread_data *td;
 
        /*
         * Output, only valid in case of error
@@ -165,6 +222,80 @@ struct vcont {
        unsigned int crc_len;
 };
 
+static void dump_buf(char *buf, unsigned int len, unsigned long long offset,
+                    const char *type, struct fio_file *f)
+{
+       char *ptr, fname[256];
+       int ret, fd;
+
+       ptr = strdup(f->file_name);
+       strcpy(fname, basename(ptr));
+
+       sprintf(fname + strlen(fname), ".%llu.%s", offset, type);
+
+       fd = open(fname, O_CREAT | O_TRUNC | O_WRONLY, 0644);
+       if (fd < 0) {
+               perror("open verify buf file");
+               return;
+       }
+
+       while (len) {
+               ret = write(fd, buf, len);
+               if (!ret)
+                       break;
+               else if (ret < 0) {
+                       perror("write verify buf file");
+                       break;
+               }
+               len -= ret;
+               buf += ret;
+       }
+
+       close(fd);
+       log_err("       %s data dumped as %s\n", type, fname);
+       free(ptr);
+}
+
+/*
+ * Dump the contents of the read block and re-generate the correct data
+ * and dump that too.
+ */
+static void dump_verify_buffers(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
+{
+       struct thread_data *td = vc->td;
+       struct io_u *io_u = vc->io_u;
+       unsigned long hdr_offset;
+       struct io_u dummy;
+       void *buf;
+
+       if (!td->o.verify_dump)
+               return;
+
+       /*
+        * Dump the contents we just read off disk
+        */
+       hdr_offset = vc->hdr_num * hdr->len;
+
+       dump_buf(io_u->buf + hdr_offset, hdr->len, io_u->offset + hdr_offset,
+                       "received", vc->io_u->file);
+
+       /*
+        * Allocate a new buf and re-generate the original data
+        */
+       buf = malloc(io_u->buflen);
+       dummy = *io_u;
+       dummy.buf = buf;
+       dummy.rand_seed = hdr->rand_seed;
+       dummy.buf_filled_len = 0;
+       dummy.buflen = io_u->buflen;
+
+       fill_pattern_headers(td, &dummy, hdr->rand_seed, 1);
+
+       dump_buf(buf + hdr_offset, hdr->len, io_u->offset + hdr_offset,
+                       "expected", vc->io_u->file);
+       free(buf);
+}
+
 static void log_verify_failure(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 {
        unsigned long long offset;
@@ -180,6 +311,8 @@ static void log_verify_failure(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
                log_err("       Received CRC: ");
                hexdump(vc->bad_crc, vc->crc_len);
        }
+
+       dump_verify_buffers(hdr, vc);
 }
 
 /*
@@ -190,20 +323,85 @@ static inline void *io_u_verify_off(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
        return vc->io_u->buf + vc->hdr_num * hdr->len + hdr_size(hdr);
 }
 
-static int verify_io_u_meta(struct verify_header *hdr, struct thread_data *td,
-                           struct vcont *vc)
+static int verify_io_u_pattern(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
+{
+       struct thread_data *td = vc->td;
+       struct io_u *io_u = vc->io_u;
+       char *buf, *pattern;
+       unsigned int header_size = __hdr_size(td->o.verify);
+       unsigned int len, mod, i, size, pattern_size;
+
+       pattern = td->o.verify_pattern;
+       pattern_size = td->o.verify_pattern_bytes;
+       if (pattern_size <= 1)
+               pattern_size = MAX_PATTERN_SIZE;
+       buf = (void *) hdr + header_size;
+       len = get_hdr_inc(td, io_u) - header_size;
+       mod = header_size % pattern_size;
+
+       for (i = 0; i < len; i += size) {
+               size = pattern_size - mod;
+               if (size > (len - i))
+                       size = len - i;
+               if (memcmp(buf + i, pattern + mod, size))
+                       /* Let the slow compare find the first mismatch byte. */
+                       break;
+               mod = 0;
+       }
+
+       for (; i < len; i++) {
+               if (buf[i] != pattern[mod]) {
+                       unsigned int bits;
+
+                       bits = hweight8(buf[i] ^ pattern[mod]);
+                       log_err("fio: got pattern %x, wanted %x. Bad bits %d\n",
+                               buf[i], pattern[mod], bits);
+                       log_err("fio: bad pattern block offset %u\n", i);
+                       dump_verify_buffers(hdr, vc);
+                       return EILSEQ;
+               }
+               mod++;
+               if (mod == td->o.verify_pattern_bytes)
+                       mod = 0;
+       }
+
+       return 0;
+}
+
+static int verify_io_u_meta(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 {
+       struct thread_data *td = vc->td;
        struct vhdr_meta *vh = hdr_priv(hdr);
        struct io_u *io_u = vc->io_u;
+       int ret = EILSEQ;
 
        dprint(FD_VERIFY, "meta verify io_u %p, len %u\n", io_u, hdr->len);
 
        if (vh->offset == io_u->offset + vc->hdr_num * td->o.verify_interval)
+               ret = 0;
+
+       if (td->o.verify_pattern_bytes)
+               ret |= verify_io_u_pattern(hdr, vc);
+
+       /*
+        * For read-only workloads, the program cannot be certain of the
+        * last numberio written to a block. Checking of numberio will be done
+        * only for workloads that write data.
+        * For verify_only, numberio will be checked in the last iteration when
+        * the correct state of numberio, that would have been written to each
+        * block in a previous run of fio, has been reached.
+        */
+       if (td_write(td) || td_rw(td))
+               if (!td->o.verify_only || td->o.loops == 0)
+                       if (vh->numberio != io_u->numberio)
+                               ret = EILSEQ;
+
+       if (!ret)
                return 0;
 
        vc->name = "meta";
        log_verify_failure(hdr, vc);
-       return EILSEQ;
+       return ret;
 }
 
 static int verify_io_u_sha512(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
@@ -211,14 +409,14 @@ static int verify_io_u_sha512(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
        void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
        struct vhdr_sha512 *vh = hdr_priv(hdr);
        uint8_t sha512[128];
-       struct sha512_ctx sha512_ctx = {
+       struct fio_sha512_ctx sha512_ctx = {
                .buf = sha512,
        };
 
        dprint(FD_VERIFY, "sha512 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 
-       sha512_init(&sha512_ctx);
-       sha512_update(&sha512_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
+       fio_sha512_init(&sha512_ctx);
+       fio_sha512_update(&sha512_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 
        if (!memcmp(vh->sha512, sha512_ctx.buf, sizeof(sha512)))
                return 0;
@@ -236,14 +434,14 @@ static int verify_io_u_sha256(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
        void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
        struct vhdr_sha256 *vh = hdr_priv(hdr);
        uint8_t sha256[64];
-       struct sha256_ctx sha256_ctx = {
+       struct fio_sha256_ctx sha256_ctx = {
                .buf = sha256,
        };
 
        dprint(FD_VERIFY, "sha256 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 
-       sha256_init(&sha256_ctx);
-       sha256_update(&sha256_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
+       fio_sha256_init(&sha256_ctx);
+       fio_sha256_update(&sha256_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 
        if (!memcmp(vh->sha256, sha256_ctx.buf, sizeof(sha256)))
                return 0;
@@ -261,14 +459,14 @@ static int verify_io_u_sha1(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
        void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
        struct vhdr_sha1 *vh = hdr_priv(hdr);
        uint32_t sha1[5];
-       struct sha1_ctx sha1_ctx = {
+       struct fio_sha1_ctx sha1_ctx = {
                .H = sha1,
        };
 
        dprint(FD_VERIFY, "sha1 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 
-       sha1_init(&sha1_ctx);
-       sha1_update(&sha1_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
+       fio_sha1_init(&sha1_ctx);
+       fio_sha1_update(&sha1_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 
        if (!memcmp(vh->sha1, sha1_ctx.H, sizeof(sha1)))
                return 0;
@@ -289,7 +487,7 @@ static int verify_io_u_crc7(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 
        dprint(FD_VERIFY, "crc7 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 
-       c = crc7(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
+       c = fio_crc7(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 
        if (c == vh->crc7)
                return 0;
@@ -310,7 +508,7 @@ static int verify_io_u_crc16(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 
        dprint(FD_VERIFY, "crc16 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 
-       c = crc16(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
+       c = fio_crc16(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 
        if (c == vh->crc16)
                return 0;
@@ -331,7 +529,7 @@ static int verify_io_u_crc64(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 
        dprint(FD_VERIFY, "crc64 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 
-       c = crc64(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
+       c = fio_crc64(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 
        if (c == vh->crc64)
                return 0;
@@ -352,7 +550,7 @@ static int verify_io_u_crc32(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 
        dprint(FD_VERIFY, "crc32 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 
-       c = crc32(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
+       c = fio_crc32(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 
        if (c == vh->crc32)
                return 0;
@@ -373,10 +571,7 @@ static int verify_io_u_crc32c(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
 
        dprint(FD_VERIFY, "crc32c verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 
-       if (hdr->verify_type == VERIFY_CRC32C_INTEL)
-               c = crc32c_intel(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
-       else
-               c = crc32c(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
+       c = fio_crc32c(p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 
        if (c == vh->crc32)
                return 0;
@@ -394,14 +589,14 @@ static int verify_io_u_md5(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
        void *p = io_u_verify_off(hdr, vc);
        struct vhdr_md5 *vh = hdr_priv(hdr);
        uint32_t hash[MD5_HASH_WORDS];
-       struct md5_ctx md5_ctx = {
+       struct fio_md5_ctx md5_ctx = {
                .hash = hash,
        };
 
        dprint(FD_VERIFY, "md5 verify io_u %p, len %u\n", vc->io_u, hdr->len);
 
-       md5_init(&md5_ctx);
-       md5_update(&md5_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
+       fio_md5_init(&md5_ctx);
+       fio_md5_update(&md5_ctx, p, hdr->len - hdr_size(hdr));
 
        if (!memcmp(vh->md5_digest, md5_ctx.hash, sizeof(hash)))
                return 0;
@@ -414,37 +609,6 @@ static int verify_io_u_md5(struct verify_header *hdr, struct vcont *vc)
        return EILSEQ;
 }
 
-static unsigned int hweight8(unsigned int w)
-{
-       unsigned int res = w - ((w >> 1) & 0x55);
-
-       res = (res & 0x33) + ((res >> 2) & 0x33);
-       return (res + (res >> 4)) & 0x0F;
-}
-
-int verify_io_u_pattern(char *pattern, unsigned long pattern_size,
-                       char *buf, unsigned int len, unsigned int mod)
-{
-       unsigned int i;
-
-       for (i = 0; i < len; i++) {
-               if (buf[i] != pattern[mod]) {
-                       unsigned int bits;
-
-                       bits = hweight8(buf[i] ^ pattern[mod]);
-                       log_err("fio: got pattern %x, wanted %x. Bad bits %d\n",
-                               buf[i], pattern[mod], bits);
-                       log_err("fio: bad pattern block offset %u\n", i);
-                       return EILSEQ;
-               }
-               mod++;
-               if (mod == pattern_size)
-                       mod = 0;
-       }
-
-       return 0;
-}
-
 /*
  * Push IO verification to a separate thread
  */
@@ -453,16 +617,13 @@ int verify_io_u_async(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
        if (io_u->file)
                put_file_log(td, io_u->file);
 
-       io_u->file = NULL;
-
        pthread_mutex_lock(&td->io_u_lock);
-       
+
        if (io_u->flags & IO_U_F_IN_CUR_DEPTH) {
                td->cur_depth--;
                io_u->flags &= ~IO_U_F_IN_CUR_DEPTH;
        }
-       flist_del(&io_u->list);
-       flist_add_tail(&io_u->list, &td->verify_list);
+       flist_add_tail(&io_u->verify_list, &td->verify_list);
        io_u->flags |= IO_U_F_FREE_DEF;
        pthread_mutex_unlock(&td->io_u_lock);
 
@@ -470,19 +631,74 @@ int verify_io_u_async(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
        return 0;
 }
 
+static int verify_trimmed_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
+{
+       static char zero_buf[1024];
+       unsigned int this_len, len;
+       int ret = 0;
+       void *p;
+
+       if (!td->o.trim_zero)
+               return 0;
+
+       len = io_u->buflen;
+       p = io_u->buf;
+       do {
+               this_len = sizeof(zero_buf);
+               if (this_len > len)
+                       this_len = len;
+               if (memcmp(p, zero_buf, this_len)) {
+                       ret = EILSEQ;
+                       break;
+               }
+               len -= this_len;
+               p += this_len;
+       } while (len);
+
+       if (!ret)
+               return 0;
+
+       log_err("trim: verify failed at file %s offset %llu, length %lu"
+               ", block offset %lu\n",
+                       io_u->file->file_name, io_u->offset, io_u->buflen,
+                       (unsigned long) (p - io_u->buf));
+       return ret;
+}
+
+static int verify_header(struct io_u *io_u, struct verify_header *hdr)
+{
+       void *p = hdr;
+       uint32_t crc;
+
+       if (hdr->magic != FIO_HDR_MAGIC)
+               return 1;
+       if (hdr->len > io_u->buflen)
+               return 2;
+       if (hdr->rand_seed != io_u->rand_seed)
+               return 3;
+
+       crc = fio_crc32c(p, offsetof(struct verify_header, crc32));
+       if (crc == hdr->crc32)
+               return 0;
+       log_err("fio: verify header crc %x, calculated %x\n", hdr->crc32, crc);
+       return 4;
+}
+
 int verify_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 {
        struct verify_header *hdr;
-       unsigned int hdr_size, hdr_inc, hdr_num = 0;
+       unsigned int header_size, hdr_inc, hdr_num = 0;
        void *p;
        int ret;
 
        if (td->o.verify == VERIFY_NULL || io_u->ddir != DDIR_READ)
                return 0;
+       if (io_u->flags & IO_U_F_TRIMMED) {
+               ret = verify_trimmed_io_u(td, io_u);
+               goto done;
+       }
 
-       hdr_inc = io_u->buflen;
-       if (td->o.verify_interval)
-               hdr_inc = td->o.verify_interval;
+       hdr_inc = get_hdr_inc(td, io_u);
 
        ret = 0;
        for (p = io_u->buf; p < io_u->buf + io_u->buflen;
@@ -490,49 +706,68 @@ int verify_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                struct vcont vc = {
                        .io_u           = io_u,
                        .hdr_num        = hdr_num,
+                       .td             = td,
                };
+               unsigned int verify_type;
 
                if (ret && td->o.verify_fatal)
                        break;
 
-               hdr_size = __hdr_size(td->o.verify);
+               header_size = __hdr_size(td->o.verify);
                if (td->o.verify_offset)
-                       memswp(p, p + td->o.verify_offset, hdr_size);
+                       memswp(p, p + td->o.verify_offset, header_size);
                hdr = p;
 
-               if (hdr->fio_magic != FIO_HDR_MAGIC) {
-                       log_err("verify: bad magic header %x, wanted %x at file %s offset %llu, length %u\n",
-                               hdr->fio_magic, FIO_HDR_MAGIC,
+               /*
+                * Make rand_seed check pass when have verifysort or
+                * verify_backlog.
+                */
+               if (td->o.verifysort || (td->flags & TD_F_VER_BACKLOG))
+                       io_u->rand_seed = hdr->rand_seed;
+
+               ret = verify_header(io_u, hdr);
+               switch (ret) {
+               case 0:
+                       break;
+               case 1:
+                       log_err("verify: bad magic header %x, wanted %x at "
+                               "file %s offset %llu, length %u\n",
+                               hdr->magic, FIO_HDR_MAGIC,
+                               io_u->file->file_name,
+                               io_u->offset + hdr_num * hdr->len, hdr->len);
+                       return EILSEQ;
+                       break;
+               case 2:
+                       log_err("fio: verify header exceeds buffer length (%u "
+                               "> %lu)\n", hdr->len, io_u->buflen);
+                       return EILSEQ;
+                       break;
+               case 3:
+                       log_err("verify: bad header rand_seed %"PRIu64
+                               ", wanted %"PRIu64" at file %s offset %llu, "
+                               "length %u\n",
+                               hdr->rand_seed, io_u->rand_seed,
                                io_u->file->file_name,
                                io_u->offset + hdr_num * hdr->len, hdr->len);
                        return EILSEQ;
+                       break;
+               case 4:
+                       return EILSEQ;
+                       break;
+               default:
+                       log_err("verify: unknown header error at file %s "
+                       "offset %llu, length %u\n",
+                       io_u->file->file_name,
+                       io_u->offset + hdr_num * hdr->len, hdr->len);
+                       return EILSEQ;
                }
 
-               if (td->o.verify_pattern_bytes) {
-                       dprint(FD_VERIFY, "pattern verify io_u %p, len %u\n",
-                                                               io_u, hdr->len);
-                       ret = verify_io_u_pattern(td->o.verify_pattern,
-                                 td->o.verify_pattern_bytes,
-                                 p + hdr_size,
-                                 hdr_inc - hdr_size,
-                                 hdr_size % td->o.verify_pattern_bytes);
+               if (td->o.verify != VERIFY_NONE)
+                       verify_type = td->o.verify;
+               else
+                       verify_type = hdr->verify_type;
 
-                       if (ret) {
-                               log_err("pattern: verify failed at file %s offset %llu, length %u\n",
-                                       io_u->file->file_name,
-                                       io_u->offset + hdr_num * hdr->len,
-                                       hdr->len);
-                       }
-
-                       /*
-                        * Also verify the meta data, if applicable
-                        */
-                       if (hdr->verify_type == VERIFY_META)
-                               ret |= verify_io_u_meta(hdr, td, &vc);
-                       continue;
-               }
-
-               switch (hdr->verify_type) {
+               switch (verify_type) {
                case VERIFY_MD5:
                        ret = verify_io_u_md5(hdr, &vc);
                        break;
@@ -559,17 +794,25 @@ int verify_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                        ret = verify_io_u_sha512(hdr, &vc);
                        break;
                case VERIFY_META:
-                       ret = verify_io_u_meta(hdr, td, &vc);
+                       ret = verify_io_u_meta(hdr, &vc);
                        break;
                case VERIFY_SHA1:
                        ret = verify_io_u_sha1(hdr, &vc);
                        break;
+               case VERIFY_PATTERN:
+                       ret = verify_io_u_pattern(hdr, &vc);
+                       break;
                default:
                        log_err("Bad verify type %u\n", hdr->verify_type);
                        ret = EINVAL;
                }
+
+               if (ret && verify_type != hdr->verify_type)
+                       log_err("fio: verify type mismatch (%u media, %u given)\n",
+                                       hdr->verify_type, verify_type);
        }
 
+done:
        if (ret && td->o.verify_fatal)
                td->terminate = 1;
 
@@ -586,7 +829,7 @@ static void fill_meta(struct verify_header *hdr, struct thread_data *td,
        vh->time_sec = io_u->start_time.tv_sec;
        vh->time_usec = io_u->start_time.tv_usec;
 
-       vh->numberio = td->io_issues[DDIR_WRITE];
+       vh->numberio = io_u->numberio;
 
        vh->offset = io_u->offset + header_num * td->o.verify_interval;
 }
@@ -594,173 +837,175 @@ static void fill_meta(struct verify_header *hdr, struct thread_data *td,
 static void fill_sha512(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 {
        struct vhdr_sha512 *vh = hdr_priv(hdr);
-       struct sha512_ctx sha512_ctx = {
+       struct fio_sha512_ctx sha512_ctx = {
                .buf = vh->sha512,
        };
 
-       sha512_init(&sha512_ctx);
-       sha512_update(&sha512_ctx, p, len);
+       fio_sha512_init(&sha512_ctx);
+       fio_sha512_update(&sha512_ctx, p, len);
 }
 
 static void fill_sha256(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 {
        struct vhdr_sha256 *vh = hdr_priv(hdr);
-       struct sha256_ctx sha256_ctx = {
+       struct fio_sha256_ctx sha256_ctx = {
                .buf = vh->sha256,
        };
 
-       sha256_init(&sha256_ctx);
-       sha256_update(&sha256_ctx, p, len);
+       fio_sha256_init(&sha256_ctx);
+       fio_sha256_update(&sha256_ctx, p, len);
 }
 
 static void fill_sha1(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 {
        struct vhdr_sha1 *vh = hdr_priv(hdr);
-       struct sha1_ctx sha1_ctx = {
+       struct fio_sha1_ctx sha1_ctx = {
                .H = vh->sha1,
        };
 
-       sha1_init(&sha1_ctx);
-       sha1_update(&sha1_ctx, p, len);
+       fio_sha1_init(&sha1_ctx);
+       fio_sha1_update(&sha1_ctx, p, len);
 }
 
 static void fill_crc7(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 {
        struct vhdr_crc7 *vh = hdr_priv(hdr);
 
-       vh->crc7 = crc7(p, len);
+       vh->crc7 = fio_crc7(p, len);
 }
 
 static void fill_crc16(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 {
        struct vhdr_crc16 *vh = hdr_priv(hdr);
 
-       vh->crc16 = crc16(p, len);
+       vh->crc16 = fio_crc16(p, len);
 }
 
 static void fill_crc32(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 {
        struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
 
-       vh->crc32 = crc32(p, len);
+       vh->crc32 = fio_crc32(p, len);
 }
 
 static void fill_crc32c(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 {
        struct vhdr_crc32 *vh = hdr_priv(hdr);
 
-       if (hdr->verify_type == VERIFY_CRC32C_INTEL)
-               vh->crc32 = crc32c_intel(p, len);
-       else
-               vh->crc32 = crc32c(p, len);
+       vh->crc32 = fio_crc32c(p, len);
 }
 
 static void fill_crc64(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 {
        struct vhdr_crc64 *vh = hdr_priv(hdr);
 
-       vh->crc64 = crc64(p, len);
+       vh->crc64 = fio_crc64(p, len);
 }
 
 static void fill_md5(struct verify_header *hdr, void *p, unsigned int len)
 {
        struct vhdr_md5 *vh = hdr_priv(hdr);
-       struct md5_ctx md5_ctx = {
+       struct fio_md5_ctx md5_ctx = {
                .hash = (uint32_t *) vh->md5_digest,
        };
 
-       md5_init(&md5_ctx);
-       md5_update(&md5_ctx, p, len);
+       fio_md5_init(&md5_ctx);
+       fio_md5_update(&md5_ctx, p, len);
+}
+
+static void populate_hdr(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
+                        struct verify_header *hdr, unsigned int header_num,
+                        unsigned int header_len)
+{
+       unsigned int data_len;
+       void *data, *p;
+
+       p = (void *) hdr;
+
+       hdr->magic = FIO_HDR_MAGIC;
+       hdr->verify_type = td->o.verify;
+       hdr->len = header_len;
+       hdr->rand_seed = io_u->rand_seed;
+       hdr->crc32 = fio_crc32c(p, offsetof(struct verify_header, crc32));
+
+       data_len = header_len - hdr_size(hdr);
+
+       data = p + hdr_size(hdr);
+       switch (td->o.verify) {
+       case VERIFY_MD5:
+               dprint(FD_VERIFY, "fill md5 io_u %p, len %u\n",
+                                               io_u, hdr->len);
+               fill_md5(hdr, data, data_len);
+               break;
+       case VERIFY_CRC64:
+               dprint(FD_VERIFY, "fill crc64 io_u %p, len %u\n",
+                                               io_u, hdr->len);
+               fill_crc64(hdr, data, data_len);
+               break;
+       case VERIFY_CRC32C:
+       case VERIFY_CRC32C_INTEL:
+               dprint(FD_VERIFY, "fill crc32c io_u %p, len %u\n",
+                                               io_u, hdr->len);
+               fill_crc32c(hdr, data, data_len);
+               break;
+       case VERIFY_CRC32:
+               dprint(FD_VERIFY, "fill crc32 io_u %p, len %u\n",
+                                               io_u, hdr->len);
+               fill_crc32(hdr, data, data_len);
+               break;
+       case VERIFY_CRC16:
+               dprint(FD_VERIFY, "fill crc16 io_u %p, len %u\n",
+                                               io_u, hdr->len);
+               fill_crc16(hdr, data, data_len);
+               break;
+       case VERIFY_CRC7:
+               dprint(FD_VERIFY, "fill crc7 io_u %p, len %u\n",
+                                               io_u, hdr->len);
+               fill_crc7(hdr, data, data_len);
+               break;
+       case VERIFY_SHA256:
+               dprint(FD_VERIFY, "fill sha256 io_u %p, len %u\n",
+                                               io_u, hdr->len);
+               fill_sha256(hdr, data, data_len);
+               break;
+       case VERIFY_SHA512:
+               dprint(FD_VERIFY, "fill sha512 io_u %p, len %u\n",
+                                               io_u, hdr->len);
+               fill_sha512(hdr, data, data_len);
+               break;
+       case VERIFY_META:
+               dprint(FD_VERIFY, "fill meta io_u %p, len %u\n",
+                                               io_u, hdr->len);
+               fill_meta(hdr, td, io_u, header_num);
+               break;
+       case VERIFY_SHA1:
+               dprint(FD_VERIFY, "fill sha1 io_u %p, len %u\n",
+                                               io_u, hdr->len);
+               fill_sha1(hdr, data, data_len);
+               break;
+       case VERIFY_PATTERN:
+               /* nothing to do here */
+               break;
+       default:
+               log_err("fio: bad verify type: %d\n", td->o.verify);
+               assert(0);
+       }
+       if (td->o.verify_offset)
+               memswp(p, p + td->o.verify_offset, hdr_size(hdr));
 }
 
 /*
  * fill body of io_u->buf with random data and add a header with the
- * crc32 or md5 sum of that data.
+ * checksum of choice
  */
 void populate_verify_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 {
-       struct verify_header *hdr;
-       void *p = io_u->buf, *data;
-       unsigned int hdr_inc, data_len, header_num = 0;
-
        if (td->o.verify == VERIFY_NULL)
                return;
 
-       fill_pattern(td, p, io_u->buflen, io_u);
-
-       hdr_inc = io_u->buflen;
-       if (td->o.verify_interval)
-               hdr_inc = td->o.verify_interval;
-
-       for (; p < io_u->buf + io_u->buflen; p += hdr_inc) {
-               hdr = p;
-
-               hdr->fio_magic = FIO_HDR_MAGIC;
-               hdr->verify_type = td->o.verify;
-               hdr->len = hdr_inc;
-               data_len = hdr_inc - hdr_size(hdr);
+       io_u->numberio = td->io_issues[io_u->ddir];
 
-               data = p + hdr_size(hdr);
-               switch (td->o.verify) {
-               case VERIFY_MD5:
-                       dprint(FD_VERIFY, "fill md5 io_u %p, len %u\n",
-                                                       io_u, hdr->len);
-                       fill_md5(hdr, data, data_len);
-                       break;
-               case VERIFY_CRC64:
-                       dprint(FD_VERIFY, "fill crc64 io_u %p, len %u\n",
-                                                       io_u, hdr->len);
-                       fill_crc64(hdr, data, data_len);
-                       break;
-               case VERIFY_CRC32C:
-               case VERIFY_CRC32C_INTEL:
-                       dprint(FD_VERIFY, "fill crc32c io_u %p, len %u\n",
-                                                       io_u, hdr->len);
-                       fill_crc32c(hdr, data, data_len);
-                       break;
-               case VERIFY_CRC32:
-                       dprint(FD_VERIFY, "fill crc32 io_u %p, len %u\n",
-                                                       io_u, hdr->len);
-                       fill_crc32(hdr, data, data_len);
-                       break;
-               case VERIFY_CRC16:
-                       dprint(FD_VERIFY, "fill crc16 io_u %p, len %u\n",
-                                                       io_u, hdr->len);
-                       fill_crc16(hdr, data, data_len);
-                       break;
-               case VERIFY_CRC7:
-                       dprint(FD_VERIFY, "fill crc7 io_u %p, len %u\n",
-                                                       io_u, hdr->len);
-                       fill_crc7(hdr, data, data_len);
-                       break;
-               case VERIFY_SHA256:
-                       dprint(FD_VERIFY, "fill sha256 io_u %p, len %u\n",
-                                                       io_u, hdr->len);
-                       fill_sha256(hdr, data, data_len);
-                       break;
-               case VERIFY_SHA512:
-                       dprint(FD_VERIFY, "fill sha512 io_u %p, len %u\n",
-                                                       io_u, hdr->len);
-                       fill_sha512(hdr, data, data_len);
-                       break;
-               case VERIFY_META:
-                       dprint(FD_VERIFY, "fill meta io_u %p, len %u\n",
-                                                       io_u, hdr->len);
-                       fill_meta(hdr, td, io_u, header_num);
-                       break;
-               case VERIFY_SHA1:
-                       dprint(FD_VERIFY, "fill sha1 io_u %p, len %u\n",
-                                                       io_u, hdr->len);
-                       fill_sha1(hdr, data, data_len);
-                       break;
-               default:
-                       log_err("fio: bad verify type: %d\n", td->o.verify);
-                       assert(0);
-               }
-               if (td->o.verify_offset)
-                       memswp(p, p + td->o.verify_offset, hdr_size(hdr));
-               header_num++;
-       }
+       fill_pattern_headers(td, io_u, 0, 0);
 }
 
 int get_next_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
@@ -777,18 +1022,43 @@ int get_next_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                struct rb_node *n = rb_first(&td->io_hist_tree);
 
                ipo = rb_entry(n, struct io_piece, rb_node);
+
+               /*
+                * Ensure that the associated IO has completed
+                */
+               read_barrier();
+               if (ipo->flags & IP_F_IN_FLIGHT)
+                       goto nothing;
+
                rb_erase(n, &td->io_hist_tree);
-               td->io_hist_len--;
+               assert(ipo->flags & IP_F_ONRB);
+               ipo->flags &= ~IP_F_ONRB;
        } else if (!flist_empty(&td->io_hist_list)) {
                ipo = flist_entry(td->io_hist_list.next, struct io_piece, list);
-               td->io_hist_len--;
+
+               /*
+                * Ensure that the associated IO has completed
+                */
+               read_barrier();
+               if (ipo->flags & IP_F_IN_FLIGHT)
+                       goto nothing;
+
                flist_del(&ipo->list);
+               assert(ipo->flags & IP_F_ONLIST);
+               ipo->flags &= ~IP_F_ONLIST;
        }
 
        if (ipo) {
+               td->io_hist_len--;
+
                io_u->offset = ipo->offset;
                io_u->buflen = ipo->len;
+               io_u->numberio = ipo->numberio;
                io_u->file = ipo->file;
+               io_u->flags |= IO_U_F_VER_LIST;
+
+               if (ipo->flags & IP_F_TRIMMED)
+                       io_u->flags |= IO_U_F_TRIMMED;
 
                if (!fio_file_open(io_u->file)) {
                        int r = td_io_open_file(td, io_u->file);
@@ -805,15 +1075,32 @@ int get_next_verify(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                io_u->ddir = DDIR_READ;
                io_u->xfer_buf = io_u->buf;
                io_u->xfer_buflen = io_u->buflen;
+
+               remove_trim_entry(td, ipo);
                free(ipo);
                dprint(FD_VERIFY, "get_next_verify: ret io_u %p\n", io_u);
+
+               if (!td->o.verify_pattern_bytes) {
+                       io_u->rand_seed = __rand(&td->__verify_state);
+                       if (sizeof(int) != sizeof(long *))
+                               io_u->rand_seed *= __rand(&td->__verify_state);
+               }
                return 0;
        }
 
+nothing:
        dprint(FD_VERIFY, "get_next_verify: empty\n");
        return 1;
 }
 
+void fio_verify_init(struct thread_data *td)
+{
+       if (td->o.verify == VERIFY_CRC32C_INTEL ||
+           td->o.verify == VERIFY_CRC32C) {
+               crc32c_intel_probe();
+       }
+}
+
 static void *verify_async_thread(void *data)
 {
        struct thread_data *td = data;
@@ -852,15 +1139,14 @@ static void *verify_async_thread(void *data)
                        continue;
 
                while (!flist_empty(&list)) {
-                       io_u = flist_entry(list.next, struct io_u, list);
-                       flist_del_init(&io_u->list);
+                       io_u = flist_entry(list.next, struct io_u, verify_list);
+                       flist_del(&io_u->verify_list);
 
                        ret = verify_io_u(td, io_u);
                        put_io_u(td, io_u);
                        if (!ret)
                                continue;
-                       if (td->o.continue_on_error &&
-                           td_non_fatal_error(ret)) {
+                       if (td_non_fatal_error(td, ERROR_TYPE_VERIFY_BIT, ret)) {
                                update_error_count(td, ret);
                                td_clear_error(td);
                                ret = 0;
@@ -886,12 +1172,16 @@ done:
 int verify_async_init(struct thread_data *td)
 {
        int i, ret;
+       pthread_attr_t attr;
+
+       pthread_attr_init(&attr);
+       pthread_attr_setstacksize(&attr, PTHREAD_STACK_MIN);
 
        td->verify_thread_exit = 0;
 
        td->verify_threads = malloc(sizeof(pthread_t) * td->o.verify_async);
        for (i = 0; i < td->o.verify_async; i++) {
-               ret = pthread_create(&td->verify_threads[i], NULL,
+               ret = pthread_create(&td->verify_threads[i], &attr,
                                        verify_async_thread, td);
                if (ret) {
                        log_err("fio: async verify creation failed: %s\n",
@@ -907,6 +1197,8 @@ int verify_async_init(struct thread_data *td)
                td->nr_verify_threads++;
        }
 
+       pthread_attr_destroy(&attr);
+
        if (i != td->o.verify_async) {
                log_err("fio: only %d verify threads started, exiting\n", i);
                td->verify_thread_exit = 1;