btt/btt_plot.py

   1 #! /usr/bin/env python
   2 #
   3 # btt_plot.py: Generate matplotlib plots for BTT generate data files
   4 #
   5 #  (C) Copyright 2009 Hewlett-Packard Development Company, L.P.
   6 #
   7 #  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8 #  it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9 #  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  10 #  (at your option) any later version.
  11 #
  12 #  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  13 #  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14 #  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15 #  GNU General Public License for more details.
  16 #
  17 #  You should have received a copy of the GNU General Public License
  18 #  along with this program; if not, write to the Free Software
  19 #  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  20 #
  21
  22 """
  23 btt_plot.py: Generate matplotlib plots for BTT generated data files
  24
  25 Files handled:
  26   AQD   - Average Queue Depth           Running average of queue depths
  27
  28   BNOS  - Block numbers accessed        Markers for each block
  29
  30   Q2D   - Queue to Issue latencies      Running averages
  31   D2C   - Issue to Complete latencies   Running averages
  32   Q2C   - Queue to Complete latencies   Running averages
  33
  34 Usage:
  35   btt_plot_aqd.py       equivalent to: btt_plot.py -t aqd       <type>=aqd
  36   btt_plot_bnos.py      equivalent to: btt_plot.py -t bnos      <type>=bnos
  37   btt_plot_q2d.py       equivalent to: btt_plot.py -t q2d       <type>=q2d
  38   btt_plot_d2c.py       equivalent to: btt_plot.py -t d2c       <type>=d2c
  39   btt_plot_q2c.py       equivalent to: btt_plot.py -t q2c       <type>=q2c
  40
  41 Arguments:
  42   [ -A          | --generate-all   ] Default: False
  43   [ -L          | --no-legend      ] Default: Legend table produced
  44   [ -o <file>   | --output=<file>  ] Default: <type>.png
  45   [ -T <string> | --title=<string> ] Default: Based upon <type>
  46   [ -v          | --verbose        ] Default: False
  47   <data-files...>
  48
  49   The -A (--generate-all) argument is different: when this is specified,
  50   an attempt is made to generate default plots for all 5 types (aqd, bnos,
  51   q2d, d2c and q2c). It will find files with the appropriate suffix for
  52   each type ('aqd.dat' for example). If such files are found, a plot for
  53   that type will be made. The output file name will be the default for
  54   each type. The -L (--no-legend) option will be obeyed for all plots,
  55   but the -o (--output) and -T (--title) options will be ignored.
  56 """
  57
  58 __author__ = 'Alan D. Brunelle <alan.brunelle@hp.com>'
  59
  60 #------------------------------------------------------------------------------
  61
  62 import matplotlib
  63 matplotlib.use('Agg')
  64 import getopt, glob, os, sys
  65 import matplotlib.pyplot as plt
  66
  67 plot_size       = [10.9, 8.4]   # inches...
  68
  69 add_legend      = True
  70 generate_all    = False
  71 output_file     = None
  72 title_str       = None
  73 type            = None
  74 verbose         = False
  75
  76 types           = [ 'aqd', 'q2d', 'd2c', 'q2c', 'live', 'bnos' ]
  77 progs           = [ 'btt_plot_%s.py' % t for t in types ]
  78
  79 get_base        = lambda file: file[file.find('_')+1:file.rfind('_')]
  80
  81 #------------------------------------------------------------------------------
  82 def fatal(msg):
  83         """Generate fatal error message and exit"""
  84
  85         print >>sys.stderr, 'FATAL: %s' % msg
  86         sys.exit(1)
  87
  88 #------------------------------------------------------------------------------
  89 def gen_legends(ax, legends):
  90         leg = ax.legend(legends, 'best', shadow=True)
  91         frame = leg.get_frame()
  92         frame.set_facecolor('0.80')
  93         for t in leg.get_texts():
  94                 t.set_fontsize('xx-small')
  95
  96 #----------------------------------------------------------------------
  97 def get_data(files):
  98         """Retrieve data from files provided.
  99
 100         Returns a database containing:
 101                 'min_x', 'max_x'        - Minimum and maximum X values found
 102                 'min_y', 'max_y'        - Minimum and maximum Y values found
 103                 'x', 'y'                - X & Y value arrays
 104                 'ax', 'ay'              - Running average over X & Y --
 105                                           if > 10 values provided...
 106         """
 107         #--------------------------------------------------------------
 108         def check(mn, mx, v):
 109                 """Returns new min, max, and float value for those passed in"""
 110
 111                 v = float(v)
 112                 if mn == None or v < mn: mn = v
 113                 if mx == None or v > mx: mx = v
 114                 return mn, mx, v
 115
 116         #--------------------------------------------------------------
 117         def avg(xs, ys):
 118                 """Computes running average for Xs and Ys"""
 119
 120                 #------------------------------------------------------
 121                 def _avg(vals):
 122                         """Computes average for array of values passed"""
 123
 124                         total = 0.0
 125                         for val in vals:
 126                                 total += val
 127                         return total / len(vals)
 128
 129                 #------------------------------------------------------
 130                 if len(xs) < 1000:
 131                         return xs, ys
 132
 133                 axs = [xs[0]]
 134                 ays = [ys[0]]
 135                 _xs = [xs[0]]
 136                 _ys = [ys[0]]
 137
 138                 x_range = (xs[-1] - xs[0]) / 100
 139                 for idx in range(1, len(ys)):
 140                         if (xs[idx] - _xs[0]) > x_range:
 141                                 axs.append(_avg(_xs))
 142                                 ays.append(_avg(_ys))
 143                                 del _xs, _ys
 144
 145                                 _xs = [xs[idx]]
 146                                 _ys = [ys[idx]]
 147                         else:
 148                                 _xs.append(xs[idx])
 149                                 _ys.append(ys[idx])
 150
 151                 if len(_xs) > 1:
 152                         axs.append(_avg(_xs))
 153                         ays.append(_avg(_ys))
 154
 155                 return axs, ays
 156
 157         #--------------------------------------------------------------
 158         global verbose
 159
 160         db = {}
 161         min_x = max_x = min_y = max_y = None
 162         for file in files:
 163                 if not os.path.exists(file):
 164                         fatal('%s not found' % file)
 165                 elif verbose:
 166                         print 'Processing %s' % file
 167
 168                 xs = []
 169                 ys = []
 170                 for line in open(file, 'r'):
 171                         f = line.rstrip().split(None)
 172                         if line.find('#') == 0 or len(f) < 2:
 173                                 continue
 174                         (min_x, max_x, x) = check(min_x, max_x, f[0])
 175                         (min_y, max_y, y) = check(min_y, max_y, f[1])
 176                         xs.append(x)
 177                         ys.append(y)
 178
 179                 db[file] = {'x':xs, 'y':ys}
 180                 if len(xs) > 10:
 181                         db[file]['ax'], db[file]['ay'] = avg(xs, ys)
 182                 else:
 183                         db[file]['ax'] = db[file]['ay'] = None
 184
 185         db['min_x'] = min_x
 186         db['max_x'] = max_x
 187         db['min_y'] = min_y
 188         db['max_y'] = max_y
 189         return db
 190
 191 #----------------------------------------------------------------------
 192 def parse_args(args):
 193         """Parse command line arguments.
 194
 195         Returns list of (data) files that need to be processed -- /unless/
 196         the -A (--generate-all) option is passed, in which case superfluous
 197         data files are ignored...
 198         """
 199
 200         global add_legend, output_file, title_str, type, verbose
 201         global generate_all
 202
 203         prog = args[0][args[0].rfind('/')+1:]
 204         if prog == 'btt_plot.py':
 205                 pass
 206         elif not prog in progs:
 207                 fatal('%s not a valid command name' % prog)
 208         else:
 209                 type = prog[prog.rfind('_')+1:prog.rfind('.py')]
 210
 211         s_opts = 'ALo:t:T:v'
 212         l_opts = [ 'generate-all', 'type', 'no-legend', 'output', 'title',
 213                    'verbose' ]
 214
 215         try:
 216                 (opts, args) = getopt.getopt(args[1:], s_opts, l_opts)
 217         except getopt.error, msg:
 218                 print >>sys.stderr, msg
 219                 fatal(__doc__)
 220
 221         for (o, a) in opts:
 222                 if o in ('-A', '--generate-all'):
 223                         generate_all = True
 224                 elif o in ('-L', '--no-legend'):
 225                         add_legend = False
 226                 elif o in ('-o', '--output'):
 227                         output_file = a
 228                 elif o in ('-t', '--type'):
 229                         if not a in types:
 230                                 fatal('Type %s not supported' % a)
 231                         type = a
 232                 elif o in ('-T', '--title'):
 233                         title_str = a
 234                 elif o in ('-v', '--verbose'):
 235                         verbose = True
 236
 237         if type == None and not generate_all:
 238                 fatal('Need type of data files to process - (-t <type>)')
 239
 240         return args
 241
 242 #------------------------------------------------------------------------------
 243 def gen_title(fig, type, title_str):
 244         """Sets the title for the figure based upon the type /or/ user title"""
 245
 246         if title_str != None:
 247                 pass
 248         elif type == 'aqd':
 249                 title_str = 'Average Queue Depth'
 250         elif type == 'bnos':
 251                 title_str = 'Block Numbers Accessed'
 252         elif type == 'q2d':
 253                 title_str = 'Queue (Q) To Issue (D) Average Latencies'
 254         elif type == 'd2c':
 255                 title_str = 'Issue (D) To Complete (C) Average Latencies'
 256         elif type == 'q2c':
 257                 title_str = 'Queue (Q) To Complete (C) Average Latencies'
 258
 259         title = fig.text(.5, .95, title_str, horizontalalignment='center')
 260         title.set_fontsize('large')
 261
 262 #------------------------------------------------------------------------------
 263 def gen_labels(db, ax, type):
 264         """Generate X & Y 'axis'"""
 265
 266         #----------------------------------------------------------------------
 267         def gen_ylabel(ax, type):
 268                 """Set the Y axis label based upon the type"""
 269
 270                 if type == 'aqd':
 271                         str = 'Number of Requests Queued'
 272                 elif type == 'bnos':
 273                         str = 'Block Number'
 274                 else:
 275                         str = 'Seconds'
 276                 ax.set_ylabel(str)
 277
 278         #----------------------------------------------------------------------
 279         xdelta = 0.1 * (db['max_x'] - db['min_x'])
 280         ydelta = 0.1 * (db['max_y'] - db['min_y'])
 281
 282         ax.set_xlim(db['min_x'] - xdelta, db['max_x'] + xdelta)
 283         ax.set_ylim(db['min_y'] - ydelta, db['max_y'] + ydelta)
 284         ax.set_xlabel('Runtime (seconds)')
 285         ax.grid(True)
 286         gen_ylabel(ax, type)
 287
 288 #------------------------------------------------------------------------------
 289 def generate_output(type, db):
 290         """Generate the output plot based upon the type and database"""
 291
 292         #----------------------------------------------------------------------
 293         def color(idx, style):
 294                 """Returns a color/symbol type based upon the index passed."""
 295
 296                 colors = [ 'b', 'g', 'r', 'c', 'm', 'y', 'k' ]
 297                 l_styles = [ '-', ':', '--', '-.' ]
 298                 m_styles = [ 'o', '+', '.', ',', 's', 'v', 'x', '<', '>' ]
 299
 300                 color = colors[idx % len(colors)]
 301                 if style == 'line':
 302                         style = l_styles[(idx / len(l_styles)) % len(l_styles)]
 303                 elif style == 'marker':
 304                         style = m_styles[(idx / len(m_styles)) % len(m_styles)]
 305
 306                 return '%s%s' % (color, style)
 307
 308         #----------------------------------------------------------------------
 309         global add_legend, output_file, title_str, verbose
 310
 311         if output_file != None:
 312                 ofile = output_file
 313         else:
 314                 ofile = '%s.png' % type
 315
 316         if verbose:
 317                 print 'Generating plot into %s' % ofile
 318
 319         fig = plt.figure(figsize=plot_size)
 320         ax = fig.add_subplot(111)
 321
 322         gen_title(fig, type, title_str)
 323         gen_labels(db, ax, type)
 324
 325         idx = 0
 326         if add_legend:
 327                 legends = []
 328         else:
 329                 legends = None
 330
 331         keys = []
 332         for file in db.iterkeys():
 333                 if not file in ['min_x', 'max_x', 'min_y', 'max_y']:
 334                         keys.append(file)
 335
 336         keys.sort()
 337         for file in keys:
 338                 dat = db[file]
 339                 if type == 'bnos':
 340                         ax.plot(dat['x'], dat['y'], color(idx, 'marker'),
 341                                 markersize=1)
 342                 elif dat['ax'] == None:
 343                         continue        # Don't add legend
 344                 else:
 345                         ax.plot(dat['ax'], dat['ay'], color(idx, 'line'),
 346                                 linewidth=1.0)
 347                 if add_legend:
 348                         legends.append(get_base(file))
 349                 idx += 1
 350
 351         if add_legend and len(legends) > 0:
 352                 gen_legends(ax, legends)
 353         plt.savefig(ofile)
 354
 355 #------------------------------------------------------------------------------
 356 def get_files(type):
 357         """Returns the list of files for the -A option based upon type"""
 358
 359         if type == 'bnos':
 360                 files = []
 361                 for fn in glob.glob('*c.dat'):
 362                         for t in [ 'q2q', 'd2d', 'q2c', 'd2c' ]:
 363                                 if fn.find(t) >= 0:
 364                                         break
 365                         else:
 366                                 files.append(fn)
 367         else:
 368                 files = glob.glob('*%s.dat' % type)
 369         return files
 370
 371 #------------------------------------------------------------------------------
 372 def do_bnos(files):
 373         for file in files:
 374                 base = get_base(file)
 375                 title_str = 'Block Numbers Accessed: %s' % base
 376                 output_file = 'bnos_%s.png' % base
 377                 generate_output(t, get_data([file]))
 378
 379 #------------------------------------------------------------------------------
 380 def do_live(files):
 381         global plot_size
 382
 383         #----------------------------------------------------------------------
 384         def get_live_data(fn):
 385                 xs = []
 386                 ys = []
 387                 for line in open(fn, 'r'):
 388                         f = line.rstrip().split()
 389                         if f[0] != '#' and len(f) == 2:
 390                                 xs.append(float(f[0]))
 391                                 ys.append(float(f[1]))
 392                 return xs, ys
 393
 394         #----------------------------------------------------------------------
 395         def live_sort(a, b):
 396                 if a[0] == 'sys' and b[0] == 'sys':
 397                         return 0
 398                 elif a[0] == 'sys' or a[2][0] < b[2][0]:
 399                         return -1
 400                 elif b[0] == 'sys' or a[2][0] > b[2][0]:
 401                         return  1
 402                 else:
 403                         return  0
 404
 405         #----------------------------------------------------------------------
 406         def turn_off_ticks(ax):
 407                 for tick in ax.xaxis.get_major_ticks():
 408                         tick.tick1On = tick.tick2On = False
 409                 for tick in ax.yaxis.get_major_ticks():
 410                         tick.tick1On = tick.tick2On = False
 411                 for tick in ax.xaxis.get_minor_ticks():
 412                         tick.tick1On = tick.tick2On = False
 413                 for tick in ax.yaxis.get_minor_ticks():
 414                         tick.tick1On = tick.tick2On = False
 415
 416         #----------------------------------------------------------------------
 417         fig = plt.figure(figsize=plot_size)
 418         ax = fig.add_subplot(111)
 419
 420         db = []
 421         for fn in files:
 422                 if not os.path.exists(fn):
 423                         continue
 424                 (xs, ys) = get_live_data(fn)
 425                 db.append([fn[:fn.find('_live.dat')], xs, ys])
 426         db.sort(live_sort)
 427
 428         for rec in db:
 429                 ax.plot(rec[1], rec[2])
 430
 431         gen_title(fig, 'live', 'Active I/O Per Device')
 432         ax.set_xlabel('Runtime (seconds)')
 433         ax.set_ylabel('Device')
 434         ax.grid(False)
 435
 436         ax.set_xlim(-0.1, db[0][1][-1]+1)
 437         ax.set_yticks([idx for idx in range(0, len(db))])
 438         ax.yaxis.set_ticklabels([rec[0] for rec in db])
 439         turn_off_ticks(ax)
 440
 441         plt.savefig('live.png')
 442         plt.savefig('live.eps')
 443
 444 #------------------------------------------------------------------------------
 445 if __name__ == '__main__':
 446         files = parse_args(sys.argv)
 447
 448         if generate_all:
 449                 output_file = title_str = type = None
 450                 for t in types:
 451                         files = get_files(t)
 452                         if len(files) == 0:
 453                                 continue
 454                         elif t == 'bnos':
 455                                 do_bnos(files)
 456                         elif t == 'live':
 457                                 do_live(files)
 458                         else:
 459                                 generate_output(t, get_data(files))
 460                                 continue
 461
 462         elif len(files) < 1:
 463                 fatal('Need data files to process')
 464         else:
 465                 generate_output(type, get_data(files))
 466         sys.exit(0)