Reuse filled pattern
authorRadha Ramachandran <radha@google.com>
Wed, 14 Jul 2010 06:36:07 +0000 (08:36 +0200)
committerJens Axboe <jaxboe@fusionio.com>
Wed, 14 Jul 2010 06:36:07 +0000 (08:36 +0200)
I made changes to fio so we wld re-use the already populated io_u
buffer (when there is a non-random pattern) during writes. That way
only the header will be re-calculated for every I/O. This way the
buffer wld get populated in the beginning and as long as the
subsequent ios using the same io_u structure are writes and have same
or less block size, it wld get re-used. If any of the subsequent i/o
is a read or has a block size greater than the pre-filled one, then
the buffer is invalidated and will be re-filled at the next write.

Reason for this risky change: (Performance)
I tested this change on a tmpfs(with no swap backing), with the
following config file:
[sscan_write]
filename=/mytmpfs/datafile.tmp
rw=write
bs=64k
size=3G
ioengine=libaio
iodepth=1024
iodepth_low=512
runtime=10800
bwavgtime=5000
thread=1
do_verify=0
verify=meta
verify_pattern=0x55aaa55a
verify_interval=4k
continue_on_error=1

fio-1-41-6 gave 306MB/s and the new change had a performance of 1546MB/s

Side effects/Risks:
There is a risk with this fix, that if the buffer gets corrupted then
the subsequent writes will also be corrupt. I think for both
sequential writes and random writes (with verify, where the I/O log is
replayed) we shld be able to find the first I/O that started with the
corruption and if the buffer is getting corrupted, there are other
issues here.

Testing:
I have tested this fix with sequential write(verify)/random read write
mix combination(with verify).

I think I have taken care of most of the case, but please let me know
if there is anything I have missed. I have attached the patch along
with this email. I think the performance improvement outweighs the
risk associated with the fix. But I will let you decide if you wld
like to pick it up.

Signed-off-by: Jens Axboe <jaxboe@fusionio.com>
fio.c
io_u.c
ioengine.h
verify.c
verify.h

diff --git a/fio.c b/fio.c
index 2dab64e..896f797 100644 (file)
--- a/fio.c
+++ b/fio.c
@@ -831,6 +831,13 @@ static int init_io_u(struct thread_data *td)
 
                        if (td_write(td) && !td->o.refill_buffers)
                                io_u_fill_buffer(td, io_u, max_bs);
+                       else if (td_write(td) && td->o.verify_pattern_bytes) {
+                               /*
+                                * Fill the buffer with the pattern if we are
+                                * going to be doing writes.
+                                */
+                               fill_pattern(td, io_u->buf, max_bs, io_u);
+                       }
                }
 
                io_u->index = i;
diff --git a/io_u.c b/io_u.c
index b2b7230..dc4473b 100644 (file)
--- a/io_u.c
+++ b/io_u.c
@@ -983,6 +983,14 @@ struct io_u *get_io_u(struct thread_data *td)
                        populate_verify_io_u(td, io_u);
                else if (td->o.refill_buffers && io_u->ddir == DDIR_WRITE)
                        io_u_fill_buffer(td, io_u, io_u->xfer_buflen);
+               else if (io_u->ddir == DDIR_READ) {
+                       /*
+                        * Reset the buf_filled parameters so next time if the
+                        * buffer is used for writes it is refilled.
+                        */
+                       io_u->buf_filled = 0;
+                       io_u->buf_filled_len = 0;
+               }
        }
 
        /*
index 91dd429..b599b61 100644 (file)
@@ -42,6 +42,13 @@ struct io_u {
        unsigned long buflen;
        unsigned long long offset;
 
+       /*
+        * Parameters related to pre-filled buffers and
+        * their size to handle variable block sizes.
+        */
+       int buf_filled;
+       unsigned long buf_filled_len;
+
        /*
         * IO engine state, may be different from above when we get
         * partial transfers / residual data counts
index 265bd55..73c1262 100644 (file)
--- a/verify.c
+++ b/verify.c
@@ -22,7 +22,7 @@
 #include "crc/sha512.h"
 #include "crc/sha1.h"
 
-static void fill_pattern(struct thread_data *td, void *p, unsigned int len)
+void fill_pattern(struct thread_data *td, void *p, unsigned int len, struct io_u *io_u)
 {
        switch (td->o.verify_pattern_bytes) {
        case 0:
@@ -30,13 +30,24 @@ static void fill_pattern(struct thread_data *td, void *p, unsigned int len)
                fill_random_buf(p, len);
                break;
        case 1:
+               if (io_u->buf_filled && 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 = 1;
+               io_u->buf_filled_len = len;
                break;
        default: {
                unsigned int i = 0, size = 0;
                unsigned char *b = p;
 
+               if (io_u->buf_filled && 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);
 
@@ -47,6 +58,8 @@ static void fill_pattern(struct thread_data *td, void *p, unsigned int len)
                        memcpy(b+i, td->o.verify_pattern, size);
                        i += size;
                }
+               io_u->buf_filled = 1;
+               io_u->buf_filled_len = len;
                break;
                }
        }
@@ -675,7 +688,7 @@ void populate_verify_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
        if (td->o.verify == VERIFY_NULL)
                return;
 
-       fill_pattern(td, p, io_u->buflen);
+       fill_pattern(td, p, io_u->buflen, io_u);
 
        hdr_inc = io_u->buflen;
        if (td->o.verify_interval)
index a4a8cfe..29c4b46 100644 (file)
--- a/verify.h
+++ b/verify.h
@@ -69,6 +69,7 @@ extern void populate_verify_io_u(struct thread_data *, struct io_u *);
 extern int __must_check get_next_verify(struct thread_data *td, struct io_u *);
 extern int __must_check verify_io_u(struct thread_data *, struct io_u *);
 extern int verify_io_u_async(struct thread_data *, struct io_u *);
+extern void fill_pattern(struct thread_data *td, void *p, unsigned int len, struct io_u *io_u);
 
 /*
  * Async verify offload