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 from __future__ import absolute_import
  59 from __future__ import print_function
  60 import six
  61 from six.moves import range
  62 __author__ = 'Alan D. Brunelle <alan.brunelle@hp.com>'
  63
  64 #------------------------------------------------------------------------------
  65
  66 import matplotlib
  67 matplotlib.use('Agg')
  68 import getopt, glob, os, sys
  69 import matplotlib.pyplot as plt
  70
  71 plot_size       = [10.9, 8.4]   # inches...
  72
  73 add_legend      = True
  74 generate_all    = False
  75 output_file     = None
  76 title_str       = None
  77 type            = None
  78 verbose         = False
  79
  80 types           = [ 'aqd', 'q2d', 'd2c', 'q2c', 'live', 'bnos' ]
  81 progs           = [ 'btt_plot_%s.py' % t for t in types ]
  82
  83 get_base        = lambda file: file[file.find('_')+1:file.rfind('_')]
  84
  85 #------------------------------------------------------------------------------
  86 def fatal(msg):
  87         """Generate fatal error message and exit"""
  88
  89         print('FATAL: %s' % msg, file=sys.stderr)
  90         sys.exit(1)
  91
  92 #------------------------------------------------------------------------------
  93 def gen_legends(ax, legends):
  94         leg = ax.legend(legends, 'best', shadow=True)
  95         frame = leg.get_frame()
  96         frame.set_facecolor('0.80')
  97         for t in leg.get_texts():
  98                 t.set_fontsize('xx-small')
  99
 100 #----------------------------------------------------------------------
 101 def get_data(files):
 102         """Retrieve data from files provided.
 103
 104         Returns a database containing:
 105                 'min_x', 'max_x'        - Minimum and maximum X values found
 106                 'min_y', 'max_y'        - Minimum and maximum Y values found
 107                 'x', 'y'                - X & Y value arrays
 108                 'ax', 'ay'              - Running average over X & Y --
 109                                           if > 10 values provided...
 110         """
 111         #--------------------------------------------------------------
 112         def check(mn, mx, v):
 113                 """Returns new min, max, and float value for those passed in"""
 114
 115                 v = float(v)
 116                 if mn == None or v < mn: mn = v
 117                 if mx == None or v > mx: mx = v
 118                 return mn, mx, v
 119
 120         #--------------------------------------------------------------
 121         def avg(xs, ys):
 122                 """Computes running average for Xs and Ys"""
 123
 124                 #------------------------------------------------------
 125                 def _avg(vals):
 126                         """Computes average for array of values passed"""
 127
 128                         return sum(vals) / len(vals)
 129
 130                 #------------------------------------------------------
 131                 if len(xs) < 1000:
 132                         return xs, ys
 133
 134                 axs = [xs[0]]
 135                 ays = [ys[0]]
 136                 _xs = [xs[0]]
 137                 _ys = [ys[0]]
 138
 139                 x_range = (xs[-1] - xs[0]) / 100
 140                 for idx in range(1, len(ys)):
 141                         if (xs[idx] - _xs[0]) > x_range:
 142                                 axs.append(_avg(_xs))
 143                                 ays.append(_avg(_ys))
 144                                 del _xs, _ys
 145
 146                                 _xs = [xs[idx]]
 147                                 _ys = [ys[idx]]
 148                         else:
 149                                 _xs.append(xs[idx])
 150                                 _ys.append(ys[idx])
 151
 152                 if len(_xs) > 1:
 153                         axs.append(_avg(_xs))
 154                         ays.append(_avg(_ys))
 155
 156                 return axs, ays
 157
 158         #--------------------------------------------------------------
 159         global verbose
 160
 161         db = {}
 162         min_x = max_x = min_y = max_y = None
 163         for file in files:
 164                 if not os.path.exists(file):
 165                         fatal('%s not found' % file)
 166                 elif verbose:
 167                         print('Processing %s' % file)
 168
 169                 xs = []
 170                 ys = []
 171                 for line in open(file, 'r'):
 172                         f = line.rstrip().split(None)
 173                         if line.find('#') == 0 or len(f) < 2:
 174                                 continue
 175                         (min_x, max_x, x) = check(min_x, max_x, f[0])
 176                         (min_y, max_y, y) = check(min_y, max_y, f[1])
 177                         xs.append(x)
 178                         ys.append(y)
 179
 180                 db[file] = {'x':xs, 'y':ys}
 181                 if len(xs) > 10:
 182                         db[file]['ax'], db[file]['ay'] = avg(xs, ys)
 183                 else:
 184                         db[file]['ax'] = db[file]['ay'] = None
 185
 186         db['min_x'] = min_x
 187         db['max_x'] = max_x
 188         db['min_y'] = min_y
 189         db['max_y'] = max_y
 190         return db
 191
 192 #----------------------------------------------------------------------
 193 def parse_args(args):
 194         """Parse command line arguments.
 195
 196         Returns list of (data) files that need to be processed -- /unless/
 197         the -A (--generate-all) option is passed, in which case superfluous
 198         data files are ignored...
 199         """
 200
 201         global add_legend, output_file, title_str, type, verbose
 202         global generate_all
 203
 204         prog = args[0][args[0].rfind('/')+1:]
 205         if prog == 'btt_plot.py':
 206                 pass
 207         elif not prog in progs:
 208                 fatal('%s not a valid command name' % prog)
 209         else:
 210                 type = prog[prog.rfind('_')+1:prog.rfind('.py')]
 211
 212         s_opts = 'ALo:t:T:v'
 213         l_opts = [ 'generate-all', 'type', 'no-legend', 'output', 'title',
 214                    'verbose' ]
 215
 216         try:
 217                 (opts, args) = getopt.getopt(args[1:], s_opts, l_opts)
 218         except getopt.error as msg:
 219                 print(msg, file=sys.stderr)
 220                 fatal(__doc__)
 221
 222         for (o, a) in opts:
 223                 if o in ('-A', '--generate-all'):
 224                         generate_all = True
 225                 elif o in ('-L', '--no-legend'):
 226                         add_legend = False
 227                 elif o in ('-o', '--output'):
 228                         output_file = a
 229                 elif o in ('-t', '--type'):
 230                         if not a in types:
 231                                 fatal('Type %s not supported' % a)
 232                         type = a
 233                 elif o in ('-T', '--title'):
 234                         title_str = a
 235                 elif o in ('-v', '--verbose'):
 236                         verbose = True
 237
 238         if type == None and not generate_all:
 239                 fatal('Need type of data files to process - (-t <type>)')
 240
 241         return args
 242
 243 #------------------------------------------------------------------------------
 244 def gen_title(fig, type, title_str):
 245         """Sets the title for the figure based upon the type /or/ user title"""
 246
 247         if title_str != None:
 248                 pass
 249         elif type == 'aqd':
 250                 title_str = 'Average Queue Depth'
 251         elif type == 'bnos':
 252                 title_str = 'Block Numbers Accessed'
 253         elif type == 'q2d':
 254                 title_str = 'Queue (Q) To Issue (D) Average Latencies'
 255         elif type == 'd2c':
 256                 title_str = 'Issue (D) To Complete (C) Average Latencies'
 257         elif type == 'q2c':
 258                 title_str = 'Queue (Q) To Complete (C) Average Latencies'
 259
 260         title = fig.text(.5, .95, title_str, horizontalalignment='center')
 261         title.set_fontsize('large')
 262
 263 #------------------------------------------------------------------------------
 264 def gen_labels(db, ax, type):
 265         """Generate X & Y 'axis'"""
 266
 267         #----------------------------------------------------------------------
 268         def gen_ylabel(ax, type):
 269                 """Set the Y axis label based upon the type"""
 270
 271                 if type == 'aqd':
 272                         str = 'Number of Requests Queued'
 273                 elif type == 'bnos':
 274                         str = 'Block Number'
 275                 else:
 276                         str = 'Seconds'
 277                 ax.set_ylabel(str)
 278
 279         #----------------------------------------------------------------------
 280         xdelta = 0.1 * (db['max_x'] - db['min_x'])
 281         ydelta = 0.1 * (db['max_y'] - db['min_y'])
 282
 283         ax.set_xlim(db['min_x'] - xdelta, db['max_x'] + xdelta)
 284         ax.set_ylim(db['min_y'] - ydelta, db['max_y'] + ydelta)
 285         ax.set_xlabel('Runtime (seconds)')
 286         ax.grid(True)
 287         gen_ylabel(ax, type)
 288
 289 #------------------------------------------------------------------------------
 290 def generate_output(type, db):
 291         """Generate the output plot based upon the type and database"""
 292
 293         #----------------------------------------------------------------------
 294         def color(idx, style):
 295                 """Returns a color/symbol type based upon the index passed."""
 296
 297                 colors = [ 'b', 'g', 'r', 'c', 'm', 'y', 'k' ]
 298                 l_styles = [ '-', ':', '--', '-.' ]
 299                 m_styles = [ 'o', '+', '.', ',', 's', 'v', 'x', '<', '>' ]
 300
 301                 color = colors[idx % len(colors)]
 302                 if style == 'line':
 303                         style = l_styles[int((idx / len(l_styles)) % len(l_styles))]
 304                 elif style == 'marker':
 305                         style = m_styles[int((idx / len(m_styles)) % len(m_styles))]
 306
 307                 return '%s%s' % (color, style)
 308
 309         #----------------------------------------------------------------------
 310         global add_legend, output_file, title_str, verbose
 311
 312         if output_file != None:
 313                 ofile = output_file
 314         else:
 315                 ofile = '%s.png' % type
 316
 317         if verbose:
 318                 print('Generating plot into %s' % ofile)
 319
 320         fig = plt.figure(figsize=plot_size)
 321         ax = fig.add_subplot(111)
 322
 323         gen_title(fig, type, title_str)
 324         gen_labels(db, ax, type)
 325
 326         idx = 0
 327         if add_legend:
 328                 legends = []
 329         else:
 330                 legends = None
 331
 332         keys = []
 333         for file in six.iterkeys(db):
 334                 if not file in ['min_x', 'max_x', 'min_y', 'max_y']:
 335                         keys.append(file)
 336
 337         keys.sort()
 338         for file in keys:
 339                 dat = db[file]
 340                 if type == 'bnos':
 341                         ax.plot(dat['x'], dat['y'], color(idx, 'marker'),
 342                                 markersize=1)
 343                 elif dat['ax'] == None:
 344                         continue        # Don't add legend
 345                 else:
 346                         ax.plot(dat['ax'], dat['ay'], color(idx, 'line'),
 347                                 linewidth=1.0)
 348                 if add_legend:
 349                         legends.append(get_base(file))
 350                 idx += 1
 351
 352         if add_legend and len(legends) > 0:
 353                 gen_legends(ax, legends)
 354         plt.savefig(ofile)
 355
 356 #------------------------------------------------------------------------------
 357 def get_files(type):
 358         """Returns the list of files for the -A option based upon type"""
 359
 360         if type == 'bnos':
 361                 files = []
 362                 for fn in glob.glob('*c.dat'):
 363                         for t in [ 'q2q', 'd2d', 'q2c', 'd2c' ]:
 364                                 if fn.find(t) >= 0:
 365                                         break
 366                         else:
 367                                 files.append(fn)
 368         else:
 369                 files = glob.glob('*%s.dat' % type)
 370         return files
 371
 372 #------------------------------------------------------------------------------
 373 def do_bnos(files):
 374         for file in files:
 375                 base = get_base(file)
 376                 title_str = 'Block Numbers Accessed: %s' % base
 377                 output_file = 'bnos_%s.png' % base
 378                 generate_output(t, get_data([file]))
 379
 380 #------------------------------------------------------------------------------
 381 def do_live(files):
 382         global plot_size
 383
 384         #----------------------------------------------------------------------
 385         def get_live_data(fn):
 386                 xs = []
 387                 ys = []
 388                 for line in open(fn, 'r'):
 389                         f = line.rstrip().split()
 390                         if f[0] != '#' and len(f) == 2:
 391                                 xs.append(float(f[0]))
 392                                 ys.append(float(f[1]))
 393                 return xs, ys
 394
 395         #----------------------------------------------------------------------
 396         def live_sort(a, b):
 397                 if a[0] == 'sys' and b[0] == 'sys':
 398                         return 0
 399                 elif a[0] == 'sys' or a[2][0] < b[2][0]:
 400                         return -1
 401                 elif b[0] == 'sys' or a[2][0] > b[2][0]:
 402                         return  1
 403                 else:
 404                         return  0
 405
 406         #----------------------------------------------------------------------
 407         def turn_off_ticks(ax):
 408                 for tick in ax.xaxis.get_major_ticks():
 409                         tick.tick1On = tick.tick2On = False
 410                 for tick in ax.yaxis.get_major_ticks():
 411                         tick.tick1On = tick.tick2On = False
 412                 for tick in ax.xaxis.get_minor_ticks():
 413                         tick.tick1On = tick.tick2On = False
 414                 for tick in ax.yaxis.get_minor_ticks():
 415                         tick.tick1On = tick.tick2On = False
 416
 417         #----------------------------------------------------------------------
 418         fig = plt.figure(figsize=plot_size)
 419         ax = fig.add_subplot(111)
 420
 421         db = []
 422         for fn in files:
 423                 if not os.path.exists(fn):
 424                         continue
 425                 (xs, ys) = get_live_data(fn)
 426                 db.append([fn[:fn.find('_live.dat')], xs, ys])
 427         db.sort(live_sort)
 428
 429         for rec in db:
 430                 ax.plot(rec[1], rec[2])
 431
 432         gen_title(fig, 'live', 'Active I/O Per Device')
 433         ax.set_xlabel('Runtime (seconds)')
 434         ax.set_ylabel('Device')
 435         ax.grid(False)
 436
 437         ax.set_xlim(-0.1, db[0][1][-1]+1)
 438         ax.set_yticks([idx for idx in range(0, len(db))])
 439         ax.yaxis.set_ticklabels([rec[0] for rec in db])
 440         turn_off_ticks(ax)
 441
 442         plt.savefig('live.png')
 443         plt.savefig('live.eps')
 444
 445 #------------------------------------------------------------------------------
 446 if __name__ == '__main__':
 447         files = parse_args(sys.argv)
 448
 449         if generate_all:
 450                 output_file = title_str = type = None
 451                 for t in types:
 452                         files = get_files(t)
 453                         if len(files) == 0:
 454                                 continue
 455                         elif t == 'bnos':
 456                                 do_bnos(files)
 457                         elif t == 'live':
 458                                 do_live(files)
 459                         else:
 460                                 generate_output(t, get_data(files))
 461                                 continue
 462
 463         elif len(files) < 1:
 464                 fatal('Need data files to process')
 465         else:
 466                 generate_output(type, get_data(files))
 467         sys.exit(0)