blktrace.c

   1 /*
   2  * blktrace support code for fio
   3  */
   4 #include <stdio.h>
   5 #include <stdlib.h>
   6 #include <sys/stat.h>
   7 #include <dirent.h>
   8
   9 #include "list.h"
  10 #include "fio.h"
  11 #include "blktrace_api.h"
  12
  13 #define TRACE_FIFO_SIZE 65536
  14
  15 /*
  16  * fifo refill frontend, to avoid reading data in trace sized bites
  17  */
  18 static int refill_fifo(struct thread_data *td, struct fifo *fifo, int fd)
  19 {
  20         char buf[TRACE_FIFO_SIZE];
  21         unsigned int total;
  22         int ret;
  23
  24         total = sizeof(buf);
  25         if (total > fifo_room(fifo))
  26                 total = fifo_room(fifo);
  27
  28         ret = read(fd, buf, total);
  29         if (ret < 0) {
  30                 td_verror(td, errno, "read blktrace file");
  31                 return -1;
  32         }
  33
  34         if (ret > 0)
  35                 ret = fifo_put(fifo, buf, ret);
  36
  37         return ret;
  38 }
  39
  40 /*
  41  * Retrieve 'len' bytes from the fifo, refilling if necessary.
  42  */
  43 static int trace_fifo_get(struct thread_data *td, struct fifo *fifo, int fd,
  44                           void *buf, unsigned int len)
  45 {
  46         if (fifo_len(fifo) < len) {
  47                 int ret = refill_fifo(td, fifo, fd);
  48
  49                 if (ret < 0)
  50                         return ret;
  51         }
  52
  53         return fifo_get(fifo, buf, len);
  54 }
  55
  56 /*
  57  * Just discard the pdu by seeking past it.
  58  */
  59 static int discard_pdu(struct thread_data *td, struct fifo *fifo, int fd,
  60                        struct blk_io_trace *t)
  61 {
  62         if (t->pdu_len == 0)
  63                 return 0;
  64
  65         return trace_fifo_get(td, fifo, fd, NULL, t->pdu_len);
  66 }
  67
  68 /*
  69  * Check if this is a blktrace binary data file. We read a single trace
  70  * into memory and check for the magic signature.
  71  */
  72 int is_blktrace(const char *filename)
  73 {
  74         struct blk_io_trace t;
  75         int fd, ret;
  76
  77         fd = open(filename, O_RDONLY);
  78         if (fd < 0) {
  79                 perror("open blktrace");
  80                 return 0;
  81         }
  82
  83         ret = read(fd, &t, sizeof(t));
  84         close(fd);
  85
  86         if (ret < 0) {
  87                 perror("read blktrace");
  88                 return 0;
  89         } else if (ret != sizeof(t)) {
  90                 log_err("fio: short read on blktrace file\n");
  91                 return 0;
  92         }
  93
  94         if ((t.magic & 0xffffff00) == BLK_IO_TRACE_MAGIC)
  95                 return 1;
  96
  97         return 0;
  98 }
  99
 100 static int lookup_device(char *path, unsigned int maj, unsigned int min)
 101 {
 102         struct dirent *dir;
 103         struct stat st;
 104         int found = 0;
 105         DIR *D;
 106
 107         D = opendir(path);
 108         if (!D)
 109                 return 0;
 110
 111         while ((dir = readdir(D)) != NULL) {
 112                 char full_path[256];
 113
 114                 if (!strcmp(dir->d_name, ".") || !strcmp(dir->d_name, ".."))
 115                         continue;
 116
 117                 sprintf(full_path, "%s/%s", path, dir->d_name);
 118                 if (lstat(full_path, &st) == -1) {
 119                         perror("lstat");
 120                         break;
 121                 }
 122
 123                 if (S_ISDIR(st.st_mode)) {
 124                         found = lookup_device(full_path, maj, min);
 125                         if (found) {
 126                                 strcpy(path, full_path);
 127                                 break;
 128                         }
 129                 }
 130
 131                 if (!S_ISBLK(st.st_mode))
 132                         continue;
 133
 134                 if (maj == major(st.st_rdev) && min == minor(st.st_rdev)) {
 135                         strcpy(path, full_path);
 136                         found = 1;
 137                         break;
 138                 }
 139         }
 140
 141         closedir(D);
 142         return found;
 143 }
 144
 145 #define FMINORBITS      20
 146 #define FMINORMASK      ((1U << FMINORBITS) - 1)
 147 #define FMAJOR(dev)     ((unsigned int) ((dev) >> FMINORBITS))
 148 #define FMINOR(dev)     ((unsigned int) ((dev) & FMINORMASK))
 149
 150 static void trace_add_file(struct thread_data *td, __u32 device)
 151 {
 152         static unsigned int last_maj, last_min;
 153         unsigned int maj = FMAJOR(device);
 154         unsigned int min = FMINOR(device);
 155         struct fio_file *f;
 156         char dev[256];
 157         unsigned int i;
 158
 159         if (last_maj == maj && last_min == min)
 160                 return;
 161
 162         last_maj = maj;
 163         last_min = min;
 164
 165         /*
 166          * check for this file in our list
 167          */
 168         for_each_file(td, f, i)
 169                 if (f->major == maj && f->minor == min)
 170                         return;
 171
 172         strcpy(dev, "/dev");
 173         if (lookup_device(dev, maj, min))
 174                 add_file(td, dev);
 175 }
 176
 177 /*
 178  * Store blk_io_trace data in an ipo for later retrieval.
 179  */
 180 static void store_ipo(struct thread_data *td, unsigned long long offset,
 181                       unsigned int bytes, int rw, unsigned long long ttime)
 182 {
 183         struct io_piece *ipo = malloc(sizeof(*ipo));
 184
 185         memset(ipo, 0, sizeof(*ipo));
 186         INIT_LIST_HEAD(&ipo->list);
 187         /*
 188          * the 512 is wrong here, it should be the hardware sector size...
 189          */
 190         ipo->offset = offset * 512;
 191         ipo->len = bytes;
 192         ipo->delay = ttime / 1000;
 193         if (rw)
 194                 ipo->ddir = DDIR_WRITE;
 195         else
 196                 ipo->ddir = DDIR_READ;
 197
 198         list_add_tail(&ipo->list, &td->io_log_list);
 199 }
 200
 201 /*
 202  * We only care for queue traces, most of the others are side effects
 203  * due to internal workings of the block layer.
 204  */
 205 static void handle_trace(struct thread_data *td, struct blk_io_trace *t,
 206                          unsigned long long ttime, unsigned long *ios,
 207                          unsigned int *bs)
 208 {
 209         int rw;
 210
 211         if ((t->action & 0xffff) != __BLK_TA_QUEUE)
 212                 return;
 213         if (t->action & BLK_TC_ACT(BLK_TC_PC))
 214                 return;
 215         if (t->action & BLK_TC_ACT(BLK_TC_NOTIFY))
 216                 return;
 217
 218         trace_add_file(td, t->device);
 219
 220         rw = (t->action & BLK_TC_ACT(BLK_TC_WRITE)) != 0;
 221
 222         if (t->bytes > bs[rw])
 223                 bs[rw] = t->bytes;
 224
 225         ios[rw]++;
 226         td->o.size += t->bytes;
 227         store_ipo(td, t->sector, t->bytes, rw, ttime);
 228 }
 229
 230 /*
 231  * Load a blktrace file by reading all the blk_io_trace entries, and storing
 232  * them as io_pieces like the fio text version would do.
 233  */
 234 int load_blktrace(struct thread_data *td, const char *filename)
 235 {
 236         unsigned long long ttime, delay;
 237         struct blk_io_trace t;
 238         unsigned long ios[2];
 239         unsigned int cpu;
 240         unsigned int rw_bs[2];
 241         struct fifo *fifo;
 242         int fd;
 243
 244         fd = open(filename, O_RDONLY);
 245         if (fd < 0) {
 246                 td_verror(td, errno, "open blktrace file");
 247                 return 1;
 248         }
 249
 250         fifo = fifo_alloc(TRACE_FIFO_SIZE);
 251
 252         td->o.size = 0;
 253
 254         cpu = 0;
 255         ttime = 0;
 256         ios[0] = ios[1] = 0;
 257         rw_bs[0] = rw_bs[1] = 0;
 258         do {
 259                 int ret = trace_fifo_get(td, fifo, fd, &t, sizeof(t));
 260
 261                 if (ret < 0)
 262                         goto err;
 263                 else if (!ret)
 264                         break;
 265                 else if (ret < (int) sizeof(t)) {
 266                         log_err("fio: short fifo get\n");
 267                         break;
 268                 }
 269
 270                 if ((t.magic & 0xffffff00) != BLK_IO_TRACE_MAGIC) {
 271                         log_err("fio: bad magic in blktrace data: %x\n", t.magic);
 272                         goto err;
 273                 }
 274                 if ((t.magic & 0xff) != BLK_IO_TRACE_VERSION) {
 275                         log_err("fio: bad blktrace version %d\n", t.magic & 0xff);
 276                         goto err;
 277                 }
 278                 ret = discard_pdu(td, fifo, fd, &t);
 279                 if (ret < 0) {
 280                         td_verror(td, ret, "blktrace lseek");
 281                         goto err;
 282                 } else if (t.pdu_len != ret) {
 283                         log_err("fio: discarded %d of %d\n", ret, t.pdu_len);
 284                         goto err;
 285                 }
 286                 if (!ttime) {
 287                         ttime = t.time;
 288                         cpu = t.cpu;
 289                 }
 290                 delay = 0;
 291                 if (cpu == t.cpu)
 292                         delay = t.time - ttime;
 293                 handle_trace(td, &t, delay, ios, rw_bs);
 294                 ttime = t.time;
 295                 cpu = t.cpu;
 296         } while (1);
 297
 298         fifo_free(fifo);
 299         close(fd);
 300
 301         if (!ios[DDIR_READ] && !ios[DDIR_WRITE]) {
 302                 log_err("fio: found no ios in blktrace data\n");
 303                 return 1;
 304         } else if (ios[DDIR_READ] && !ios[DDIR_READ]) {
 305                 td->o.td_ddir = TD_DDIR_READ;
 306                 td->o.max_bs[DDIR_READ] = rw_bs[DDIR_READ];
 307         } else if (!ios[DDIR_READ] && ios[DDIR_WRITE]) {
 308                 td->o.td_ddir = TD_DDIR_WRITE;
 309                 td->o.max_bs[DDIR_WRITE] = rw_bs[DDIR_WRITE];
 310         } else {
 311                 td->o.td_ddir = TD_DDIR_RW;
 312                 td->o.max_bs[DDIR_READ] = rw_bs[DDIR_READ];
 313                 td->o.max_bs[DDIR_WRITE] = rw_bs[DDIR_WRITE];
 314         }
 315
 316         /*
 317          * We need to do direct/raw ios to the device, to avoid getting
 318          * read-ahead in our way.
 319          */
 320         td->o.odirect = 1;
 321
 322         return 0;
 323 err:
 324         close(fd);
 325         fifo_free(fifo);
 326         return 1;
 327 }