[PATCH] Split the io_u io handling out of fio.c
authorJens Axboe <jens.axboe@oracle.com>
Fri, 20 Oct 2006 09:39:27 +0000 (11:39 +0200)
committerJens Axboe <jens.axboe@oracle.com>
Fri, 20 Oct 2006 09:39:27 +0000 (11:39 +0200)
Signed-off-by: Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>
Makefile
fio.c
fio.h
io_u.c [new file with mode: 0644]
ioengines.c

index 111d5cd..312f8de 100644 (file)
--- a/Makefile
+++ b/Makefile
@@ -3,7 +3,7 @@ CFLAGS  = -W -Wall -O2 -g -D_GNU_SOURCE -D_LARGEFILE_SOURCE -D_FILE_OFFSET_BITS=6
 PROGS  = fio
 SCRIPTS = fio_generate_plots
 OBJS = fio.o ioengines.o init.o stat.o log.o time.o md5.o crc32.o \
-       filesetup.o eta.o verify.o memory.o
+       filesetup.o eta.o verify.o memory.o io_u.o
 
 INSTALL = install
 prefix = /usr/local
diff --git a/fio.c b/fio.c
index 8d2a8e5..818394a 100644 (file)
--- a/fio.c
+++ b/fio.c
@@ -81,134 +81,6 @@ static void sig_handler(int sig)
        }
 }
 
-/*
- * The ->file_map[] 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 thread_data *td, struct fio_file *f,
-                          unsigned long long block)
-{
-       unsigned int idx = RAND_MAP_IDX(td, f, block);
-       unsigned int bit = RAND_MAP_BIT(td, f, block);
-
-       return (f->file_map[idx] & (1UL << bit)) == 0;
-}
-
-/*
- * Return the next free block in the map.
- */
-static int get_next_free_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
-                              unsigned long long *b)
-{
-       int i;
-
-       *b = 0;
-       i = 0;
-       while ((*b) * td->min_bs < f->file_size) {
-               if (f->file_map[i] != -1UL) {
-                       *b += ffz(f->file_map[i]);
-                       return 0;
-               }
-
-               *b += BLOCKS_PER_MAP;
-               i++;
-       }
-
-       return 1;
-}
-
-/*
- * Mark a given offset as used in the map.
- */
-static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
-                           struct io_u *io_u)
-{
-       unsigned long long block = io_u->offset / (unsigned long long) td->min_bs;
-       unsigned int blocks = 0;
-
-       while (blocks < (io_u->buflen / td->min_bs)) {
-               unsigned int idx, bit;
-
-               if (!random_map_free(td, f, block))
-                       break;
-
-               idx = RAND_MAP_IDX(td, f, block);
-               bit = RAND_MAP_BIT(td, f, block);
-
-               assert(idx < f->num_maps);
-
-               f->file_map[idx] |= (1UL << bit);
-               block++;
-               blocks++;
-       }
-
-       if ((blocks * td->min_bs) < io_u->buflen)
-               io_u->buflen = blocks * td->min_bs;
-}
-
-/*
- * For random io, generate a random new block and see if it's used. Repeat
- * until we find a free one. For sequential io, just return the end of
- * the last io issued.
- */
-static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
-                          unsigned long long *offset)
-{
-       unsigned long long b, rb;
-       long r;
-
-       if (!td->sequential) {
-               unsigned long long max_blocks = td->io_size / td->min_bs;
-               int loops = 50;
-
-               do {
-                       r = os_random_long(&td->random_state);
-                       b = ((max_blocks - 1) * r / (unsigned long long) (RAND_MAX+1.0));
-                       rb = b + (f->file_offset / td->min_bs);
-                       loops--;
-               } while (!random_map_free(td, f, rb) && loops);
-
-               if (!loops) {
-                       if (get_next_free_block(td, f, &b))
-                               return 1;
-               }
-       } else
-               b = f->last_pos / td->min_bs;
-
-       *offset = (b * td->min_bs) + f->file_offset;
-       if (*offset > f->file_size)
-               return 1;
-
-       return 0;
-}
-
-static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td)
-{
-       unsigned int buflen;
-       long r;
-
-       if (td->min_bs == td->max_bs)
-               buflen = td->min_bs;
-       else {
-               r = os_random_long(&td->bsrange_state);
-               buflen = (1 + (double) (td->max_bs - 1) * r / (RAND_MAX + 1.0));
-               buflen = (buflen + td->min_bs - 1) & ~(td->min_bs - 1);
-       }
-
-       if (buflen > td->io_size - td->this_io_bytes[td->ddir]) {
-               /*
-                * if using direct/raw io, we may not be able to
-                * shrink the size. so just fail it.
-                */
-               if (td->io_ops->flags & FIO_RAWIO)
-                       return 0;
-
-               buflen = td->io_size - td->this_io_bytes[td->ddir];
-       }
-
-       return buflen;
-}
-
 /*
  * Check if we are above the minimum rate given.
  */
@@ -254,162 +126,6 @@ static inline int runtime_exceeded(struct thread_data *td, struct timeval *t)
        return 0;
 }
 
-/*
- * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
- * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
- * necessary.
- */
-static int get_rw_ddir(struct thread_data *td)
-{
-       if (td_rw(td)) {
-               struct timeval now;
-               unsigned long elapsed;
-
-               gettimeofday(&now, NULL);
-               elapsed = mtime_since_now(&td->rwmix_switch);
-
-               /*
-                * Check if it's time to seed a new data direction.
-                */
-               if (elapsed >= td->rwmixcycle) {
-                       unsigned int v;
-                       long r;
-
-                       r = os_random_long(&td->rwmix_state);
-                       v = 1 + (int) (100.0 * (r / (RAND_MAX + 1.0)));
-                       if (v < td->rwmixread)
-                               td->rwmix_ddir = DDIR_READ;
-                       else
-                               td->rwmix_ddir = DDIR_WRITE;
-                       memcpy(&td->rwmix_switch, &now, sizeof(now));
-               }
-               return td->rwmix_ddir;
-       } else if (td_read(td))
-               return DDIR_READ;
-       else
-               return DDIR_WRITE;
-}
-
-static int td_io_prep(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
-{
-       if (td->io_ops->prep && td->io_ops->prep(td, io_u))
-               return 1;
-
-       return 0;
-}
-
-void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
-{
-       io_u->file = NULL;
-       list_del(&io_u->list);
-       list_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
-       td->cur_depth--;
-}
-
-static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
-                    struct io_u *io_u)
-{
-       /*
-        * If using an iolog, grab next piece if any available.
-        */
-       if (td->read_iolog)
-               return read_iolog_get(td, io_u);
-
-       /*
-        * No log, let the seq/rand engine retrieve the next position.
-        */
-       if (!get_next_offset(td, f, &io_u->offset)) {
-               io_u->buflen = get_next_buflen(td);
-
-               if (io_u->buflen) {
-                       io_u->ddir = get_rw_ddir(td);
-
-                       /*
-                        * If using a write iolog, store this entry.
-                        */
-                       if (td->write_iolog)
-                               write_iolog_put(td, io_u);
-
-                       io_u->file = f;
-                       return 0;
-               }
-       }
-
-       return 1;
-}
-
-#define queue_full(td) list_empty(&(td)->io_u_freelist)
-
-struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
-{
-       struct io_u *io_u = NULL;
-
-       if (!queue_full(td)) {
-               io_u = list_entry(td->io_u_freelist.next, struct io_u, list);
-
-               io_u->error = 0;
-               io_u->resid = 0;
-               list_del(&io_u->list);
-               list_add(&io_u->list, &td->io_u_busylist);
-               td->cur_depth++;
-       }
-
-       return io_u;
-}
-
-/*
- * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
- * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped and submitted.
- */
-static struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
-{
-       struct io_u *io_u;
-
-       io_u = __get_io_u(td);
-       if (!io_u)
-               return NULL;
-
-       if (td->zone_bytes >= td->zone_size) {
-               td->zone_bytes = 0;
-               f->last_pos += td->zone_skip;
-       }
-
-       if (fill_io_u(td, f, io_u)) {
-               put_io_u(td, io_u);
-               return NULL;
-       }
-
-       if (io_u->buflen + io_u->offset > f->file_size) {
-               if (td->io_ops->flags & FIO_RAWIO) {
-                       put_io_u(td, io_u);
-                       return NULL;
-               }
-
-               io_u->buflen = f->file_size - io_u->offset;
-       }
-
-       if (!io_u->buflen) {
-               put_io_u(td, io_u);
-               return NULL;
-       }
-
-       if (!td->read_iolog && !td->sequential)
-               mark_random_map(td, f, io_u);
-
-       f->last_pos += io_u->buflen;
-
-       if (td->verify != VERIFY_NONE)
-               populate_verify_io_u(td, io_u);
-
-       if (td_io_prep(td, io_u)) {
-               put_io_u(td, io_u);
-               return NULL;
-       }
-
-       gettimeofday(&io_u->start_time, NULL);
-       return io_u;
-}
-
 static inline void td_set_runstate(struct thread_data *td, int runstate)
 {
        td->runstate = runstate;
@@ -436,75 +152,6 @@ static struct fio_file *get_next_file(struct thread_data *td)
        return f;
 }
 
-static int td_io_sync(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
-{
-       if (td->io_ops->sync)
-               return td->io_ops->sync(td, f);
-
-       return 0;
-}
-
-static int td_io_getevents(struct thread_data *td, int min, int max,
-                         struct timespec *t)
-{
-       return td->io_ops->getevents(td, min, max, t);
-}
-
-static int td_io_queue(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
-{
-       gettimeofday(&io_u->issue_time, NULL);
-
-       return td->io_ops->queue(td, io_u);
-}
-
-#define iocb_time(iocb)        ((unsigned long) (iocb)->data)
-
-static void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
-                        struct io_completion_data *icd)
-{
-       struct timeval e;
-       unsigned long msec;
-
-       gettimeofday(&e, NULL);
-
-       if (!io_u->error) {
-               unsigned int bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
-               const int idx = io_u->ddir;
-
-               td->io_blocks[idx]++;
-               td->io_bytes[idx] += bytes;
-               td->zone_bytes += bytes;
-               td->this_io_bytes[idx] += bytes;
-
-               msec = mtime_since(&io_u->issue_time, &e);
-
-               add_clat_sample(td, idx, msec);
-               add_bw_sample(td, idx);
-
-               if ((td_rw(td) || td_write(td)) && idx == DDIR_WRITE)
-                       log_io_piece(td, io_u);
-
-               icd->bytes_done[idx] += bytes;
-       } else
-               icd->error = io_u->error;
-}
-
-static void ios_completed(struct thread_data *td,struct io_completion_data *icd)
-{
-       struct io_u *io_u;
-       int i;
-
-       icd->error = 0;
-       icd->bytes_done[0] = icd->bytes_done[1] = 0;
-
-       for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
-               io_u = td->io_ops->event(td, i);
-
-               io_completed(td, io_u, icd);
-               put_io_u(td, io_u);
-       }
-}
-
 /*
  * When job exits, we can cancel the in-flight IO if we are using async
  * io. Attempt to do so.
@@ -723,7 +370,6 @@ static void do_io(struct thread_data *td)
                        min_evts = 1;
                }
 
-
                ret = td_io_getevents(td, min_evts, td->cur_depth, timeout);
                if (ret < 0) {
                        td_verror(td, -ret);
diff --git a/fio.h b/fio.h
index b9ae15b..03a2378 100644 (file)
--- a/fio.h
+++ b/fio.h
@@ -335,9 +335,6 @@ struct thread_data {
 #define td_verror(td, err)     __td_verror((td), (err), strerror((err)))
 #define td_vmsg(td, err, msg)  __td_verror((td), (err), (msg))
 
-extern struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *);
-extern void put_io_u(struct thread_data *, struct io_u *);
-
 extern int rate_quit;
 extern int exitall_on_terminate;
 extern int thread_number;
@@ -487,6 +484,24 @@ extern void fio_unpin_memory(void);
 extern int allocate_io_mem(struct thread_data *);
 extern void free_io_mem(struct thread_data *);
 
+/*
+ * io unit handling
+ */
+#define queue_full(td) list_empty(&(td)->io_u_freelist)
+extern struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *);
+extern struct io_u *get_io_u(struct thread_data *, struct fio_file *);
+extern void put_io_u(struct thread_data *, struct io_u *);
+extern void ios_completed(struct thread_data *, struct io_completion_data *);
+extern void io_completed(struct thread_data *, struct io_u *, struct io_completion_data *);
+
+/*
+ * io engine entry points
+ */
+extern int td_io_prep(struct thread_data *, struct io_u *);
+extern int td_io_queue(struct thread_data *, struct io_u *);
+extern int td_io_sync(struct thread_data *, struct fio_file *);
+extern int td_io_getevents(struct thread_data *, int, int, struct timespec *);
+
 /*
  * This is a pretty crappy semaphore implementation, but with the use that fio
  * has (just signalling start/go conditions), it doesn't have to be better.
diff --git a/io_u.c b/io_u.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..baf5d47
--- /dev/null
+++ b/io_u.c
@@ -0,0 +1,331 @@
+#include <unistd.h>
+#include <fcntl.h>
+#include <string.h>
+#include <signal.h>
+#include <time.h>
+#include <assert.h>
+
+#include "fio.h"
+#include "os.h"
+
+/*
+ * The ->file_map[] 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 thread_data *td, struct fio_file *f,
+                          unsigned long long block)
+{
+       unsigned int idx = RAND_MAP_IDX(td, f, block);
+       unsigned int bit = RAND_MAP_BIT(td, f, block);
+
+       return (f->file_map[idx] & (1UL << bit)) == 0;
+}
+
+/*
+ * Return the next free block in the map.
+ */
+static int get_next_free_block(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
+                              unsigned long long *b)
+{
+       int i;
+
+       *b = 0;
+       i = 0;
+       while ((*b) * td->min_bs < f->file_size) {
+               if (f->file_map[i] != -1UL) {
+                       *b += ffz(f->file_map[i]);
+                       return 0;
+               }
+
+               *b += BLOCKS_PER_MAP;
+               i++;
+       }
+
+       return 1;
+}
+
+/*
+ * For random io, generate a random new block and see if it's used. Repeat
+ * until we find a free one. For sequential io, just return the end of
+ * the last io issued.
+ */
+static int get_next_offset(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
+                          unsigned long long *offset)
+{
+       unsigned long long b, rb;
+       long r;
+
+       if (!td->sequential) {
+               unsigned long long max_blocks = td->io_size / td->min_bs;
+               int loops = 50;
+
+               do {
+                       r = os_random_long(&td->random_state);
+                       b = ((max_blocks - 1) * r / (unsigned long long) (RAND_MAX+1.0));
+                       rb = b + (f->file_offset / td->min_bs);
+                       loops--;
+               } while (!random_map_free(td, f, rb) && loops);
+
+               if (!loops) {
+                       if (get_next_free_block(td, f, &b))
+                               return 1;
+               }
+       } else
+               b = f->last_pos / td->min_bs;
+
+       *offset = (b * td->min_bs) + f->file_offset;
+       if (*offset > f->file_size)
+               return 1;
+
+       return 0;
+}
+
+static unsigned int get_next_buflen(struct thread_data *td)
+{
+       unsigned int buflen;
+       long r;
+
+       if (td->min_bs == td->max_bs)
+               buflen = td->min_bs;
+       else {
+               r = os_random_long(&td->bsrange_state);
+               buflen = (1 + (double) (td->max_bs - 1) * r / (RAND_MAX + 1.0));
+               buflen = (buflen + td->min_bs - 1) & ~(td->min_bs - 1);
+       }
+
+       if (buflen > td->io_size - td->this_io_bytes[td->ddir]) {
+               /*
+                * if using direct/raw io, we may not be able to
+                * shrink the size. so just fail it.
+                */
+               if (td->io_ops->flags & FIO_RAWIO)
+                       return 0;
+
+               buflen = td->io_size - td->this_io_bytes[td->ddir];
+       }
+
+       return buflen;
+}
+
+/*
+ * Return the data direction for the next io_u. If the job is a
+ * mixed read/write workload, check the rwmix cycle and switch if
+ * necessary.
+ */
+static int get_rw_ddir(struct thread_data *td)
+{
+       if (td_rw(td)) {
+               struct timeval now;
+               unsigned long elapsed;
+
+               gettimeofday(&now, NULL);
+               elapsed = mtime_since_now(&td->rwmix_switch);
+
+               /*
+                * Check if it's time to seed a new data direction.
+                */
+               if (elapsed >= td->rwmixcycle) {
+                       unsigned int v;
+                       long r;
+
+                       r = os_random_long(&td->rwmix_state);
+                       v = 1 + (int) (100.0 * (r / (RAND_MAX + 1.0)));
+                       if (v < td->rwmixread)
+                               td->rwmix_ddir = DDIR_READ;
+                       else
+                               td->rwmix_ddir = DDIR_WRITE;
+                       memcpy(&td->rwmix_switch, &now, sizeof(now));
+               }
+               return td->rwmix_ddir;
+       } else if (td_read(td))
+               return DDIR_READ;
+       else
+               return DDIR_WRITE;
+}
+
+/*
+ * Mark a given offset as used in the map.
+ */
+static void mark_random_map(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
+                           struct io_u *io_u)
+{
+       unsigned long long block = io_u->offset / (unsigned long long) td->min_bs;
+       unsigned int blocks = 0;
+
+       while (blocks < (io_u->buflen / td->min_bs)) {
+               unsigned int idx, bit;
+
+               if (!random_map_free(td, f, block))
+                       break;
+
+               idx = RAND_MAP_IDX(td, f, block);
+               bit = RAND_MAP_BIT(td, f, block);
+
+               assert(idx < f->num_maps);
+
+               f->file_map[idx] |= (1UL << bit);
+               block++;
+               blocks++;
+       }
+
+       if ((blocks * td->min_bs) < io_u->buflen)
+               io_u->buflen = blocks * td->min_bs;
+}
+
+void put_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
+{
+       io_u->file = NULL;
+       list_del(&io_u->list);
+       list_add(&io_u->list, &td->io_u_freelist);
+       td->cur_depth--;
+}
+
+static int fill_io_u(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
+                    struct io_u *io_u)
+{
+       /*
+        * If using an iolog, grab next piece if any available.
+        */
+       if (td->read_iolog)
+               return read_iolog_get(td, io_u);
+
+       /*
+        * No log, let the seq/rand engine retrieve the next position.
+        */
+       if (!get_next_offset(td, f, &io_u->offset)) {
+               io_u->buflen = get_next_buflen(td);
+
+               if (io_u->buflen) {
+                       io_u->ddir = get_rw_ddir(td);
+
+                       /*
+                        * If using a write iolog, store this entry.
+                        */
+                       if (td->write_iolog)
+                               write_iolog_put(td, io_u);
+
+                       io_u->file = f;
+                       return 0;
+               }
+       }
+
+       return 1;
+}
+
+struct io_u *__get_io_u(struct thread_data *td)
+{
+       struct io_u *io_u = NULL;
+
+       if (!queue_full(td)) {
+               io_u = list_entry(td->io_u_freelist.next, struct io_u, list);
+
+               io_u->error = 0;
+               io_u->resid = 0;
+               list_del(&io_u->list);
+               list_add(&io_u->list, &td->io_u_busylist);
+               td->cur_depth++;
+       }
+
+       return io_u;
+}
+
+/*
+ * Return an io_u to be processed. Gets a buflen and offset, sets direction,
+ * etc. The returned io_u is fully ready to be prepped and submitted.
+ */
+struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
+{
+       struct io_u *io_u;
+
+       io_u = __get_io_u(td);
+       if (!io_u)
+               return NULL;
+
+       if (td->zone_bytes >= td->zone_size) {
+               td->zone_bytes = 0;
+               f->last_pos += td->zone_skip;
+       }
+
+       if (fill_io_u(td, f, io_u)) {
+               put_io_u(td, io_u);
+               return NULL;
+       }
+
+       if (io_u->buflen + io_u->offset > f->file_size) {
+               if (td->io_ops->flags & FIO_RAWIO) {
+                       put_io_u(td, io_u);
+                       return NULL;
+               }
+
+               io_u->buflen = f->file_size - io_u->offset;
+       }
+
+       if (!io_u->buflen) {
+               put_io_u(td, io_u);
+               return NULL;
+       }
+
+       if (!td->read_iolog && !td->sequential)
+               mark_random_map(td, f, io_u);
+
+       f->last_pos += io_u->buflen;
+
+       if (td->verify != VERIFY_NONE)
+               populate_verify_io_u(td, io_u);
+
+       if (td_io_prep(td, io_u)) {
+               put_io_u(td, io_u);
+               return NULL;
+       }
+
+       gettimeofday(&io_u->start_time, NULL);
+       return io_u;
+}
+
+void io_completed(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
+                 struct io_completion_data *icd)
+{
+       struct timeval e;
+       unsigned long msec;
+
+       gettimeofday(&e, NULL);
+
+       if (!io_u->error) {
+               unsigned int bytes = io_u->buflen - io_u->resid;
+               const int idx = io_u->ddir;
+
+               td->io_blocks[idx]++;
+               td->io_bytes[idx] += bytes;
+               td->zone_bytes += bytes;
+               td->this_io_bytes[idx] += bytes;
+
+               msec = mtime_since(&io_u->issue_time, &e);
+
+               add_clat_sample(td, idx, msec);
+               add_bw_sample(td, idx);
+
+               if ((td_rw(td) || td_write(td)) && idx == DDIR_WRITE)
+                       log_io_piece(td, io_u);
+
+               icd->bytes_done[idx] += bytes;
+       } else
+               icd->error = io_u->error;
+}
+
+void ios_completed(struct thread_data *td, struct io_completion_data *icd)
+{
+       struct io_u *io_u;
+       int i;
+
+       icd->error = 0;
+       icd->bytes_done[0] = icd->bytes_done[1] = 0;
+
+       for (i = 0; i < icd->nr; i++) {
+               io_u = td->io_ops->event(td, i);
+
+               io_completed(td, io_u, icd);
+               put_io_u(td, io_u);
+       }
+}
+
+
index abc3853..5a32165 100644 (file)
@@ -69,3 +69,32 @@ void close_ioengine(struct thread_data *td)
        free(td->io_ops);
        td->io_ops = NULL;
 }
+
+int td_io_prep(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
+{
+       if (td->io_ops->prep && td->io_ops->prep(td, io_u))
+               return 1;
+
+       return 0;
+}
+
+int td_io_sync(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
+{
+       if (td->io_ops->sync)
+               return td->io_ops->sync(td, f);
+
+       return 0;
+}
+
+int td_io_getevents(struct thread_data *td, int min, int max,
+                   struct timespec *t)
+{
+       return td->io_ops->getevents(td, min, max, t);
+}
+
+int td_io_queue(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
+{
+       gettimeofday(&io_u->issue_time, NULL);
+
+       return td->io_ops->queue(td, io_u);
+}