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                 return 0;
  80
  81         ret = read(fd, &t, sizeof(t));
  82         close(fd);
  83
  84         if (ret < 0) {
  85                 perror("read blktrace");
  86                 return 0;
  87         } else if (ret != sizeof(t)) {
  88                 log_err("fio: short read on blktrace file\n");
  89                 return 0;
  90         }
  91
  92         if ((t.magic & 0xffffff00) == BLK_IO_TRACE_MAGIC)
  93                 return 1;
  94
  95         return 0;
  96 }
  97
  98 static int lookup_device(char *path, unsigned int maj, unsigned int min)
  99 {
 100         struct dirent *dir;
 101         struct stat st;
 102         int found = 0;
 103         DIR *D;
 104
 105         D = opendir(path);
 106         if (!D)
 107                 return 0;
 108
 109         while ((dir = readdir(D)) != NULL) {
 110                 char full_path[256];
 111
 112                 if (!strcmp(dir->d_name, ".") || !strcmp(dir->d_name, ".."))
 113                         continue;
 114
 115                 sprintf(full_path, "%s/%s", path, dir->d_name);
 116                 if (lstat(full_path, &st) == -1) {
 117                         perror("lstat");
 118                         break;
 119                 }
 120
 121                 if (S_ISDIR(st.st_mode)) {
 122                         found = lookup_device(full_path, maj, min);
 123                         if (found) {
 124                                 strcpy(path, full_path);
 125                                 break;
 126                         }
 127                 }
 128
 129                 if (!S_ISBLK(st.st_mode))
 130                         continue;
 131
 132                 if (maj == major(st.st_rdev) && min == minor(st.st_rdev)) {
 133                         strcpy(path, full_path);
 134                         found = 1;
 135                         break;
 136                 }
 137         }
 138
 139         closedir(D);
 140         return found;
 141 }
 142
 143 #define FMINORBITS      20
 144 #define FMINORMASK      ((1U << FMINORBITS) - 1)
 145 #define FMAJOR(dev)     ((unsigned int) ((dev) >> FMINORBITS))
 146 #define FMINOR(dev)     ((unsigned int) ((dev) & FMINORMASK))
 147
 148 static void trace_add_file(struct thread_data *td, __u32 device)
 149 {
 150         static unsigned int last_maj, last_min;
 151         unsigned int maj = FMAJOR(device);
 152         unsigned int min = FMINOR(device);
 153         struct fio_file *f;
 154         char dev[256];
 155         unsigned int i;
 156
 157         if (last_maj == maj && last_min == min)
 158                 return;
 159
 160         last_maj = maj;
 161         last_min = min;
 162
 163         /*
 164          * check for this file in our list
 165          */
 166         for_each_file(td, f, i)
 167                 if (f->major == maj && f->minor == min)
 168                         return;
 169
 170         strcpy(dev, "/dev");
 171         if (lookup_device(dev, maj, min))
 172                 add_file(td, dev);
 173 }
 174
 175 /*
 176  * Store blk_io_trace data in an ipo for later retrieval.
 177  */
 178 static void store_ipo(struct thread_data *td, unsigned long long offset,
 179                       unsigned int bytes, int rw, unsigned long long ttime)
 180 {
 181         struct io_piece *ipo = malloc(sizeof(*ipo));
 182
 183         memset(ipo, 0, sizeof(*ipo));
 184         INIT_LIST_HEAD(&ipo->list);
 185         /*
 186          * the 512 is wrong here, it should be the hardware sector size...
 187          */
 188         ipo->offset = offset * 512;
 189         ipo->len = bytes;
 190         ipo->delay = ttime / 1000;
 191         if (rw)
 192                 ipo->ddir = DDIR_WRITE;
 193         else
 194                 ipo->ddir = DDIR_READ;
 195
 196         list_add_tail(&ipo->list, &td->io_log_list);
 197 }
 198
 199 /*
 200  * We only care for queue traces, most of the others are side effects
 201  * due to internal workings of the block layer.
 202  */
 203 static void handle_trace(struct thread_data *td, struct blk_io_trace *t,
 204                          unsigned long long ttime, unsigned long *ios,
 205                          unsigned int *bs)
 206 {
 207         int rw;
 208
 209         if ((t->action & 0xffff) != __BLK_TA_QUEUE)
 210                 return;
 211         if (t->action & BLK_TC_ACT(BLK_TC_PC))
 212                 return;
 213         if (t->action & BLK_TC_ACT(BLK_TC_NOTIFY))
 214                 return;
 215
 216         trace_add_file(td, t->device);
 217
 218         rw = (t->action & BLK_TC_ACT(BLK_TC_WRITE)) != 0;
 219
 220         if (t->bytes > bs[rw])
 221                 bs[rw] = t->bytes;
 222
 223         ios[rw]++;
 224         td->o.size += t->bytes;
 225         store_ipo(td, t->sector, t->bytes, rw, ttime);
 226 }
 227
 228 /*
 229  * Load a blktrace file by reading all the blk_io_trace entries, and storing
 230  * them as io_pieces like the fio text version would do.
 231  */
 232 int load_blktrace(struct thread_data *td, const char *filename)
 233 {
 234         unsigned long long ttime, delay;
 235         struct blk_io_trace t;
 236         unsigned long ios[2];
 237         unsigned int cpu;
 238         unsigned int rw_bs[2];
 239         struct fifo *fifo;
 240         int fd;
 241
 242         fd = open(filename, O_RDONLY);
 243         if (fd < 0) {
 244                 td_verror(td, errno, "open blktrace file");
 245                 return 1;
 246         }
 247
 248         fifo = fifo_alloc(TRACE_FIFO_SIZE);
 249
 250         td->o.size = 0;
 251
 252         cpu = 0;
 253         ttime = 0;
 254         ios[0] = ios[1] = 0;
 255         rw_bs[0] = rw_bs[1] = 0;
 256         do {
 257                 int ret = trace_fifo_get(td, fifo, fd, &t, sizeof(t));
 258
 259                 if (ret < 0)
 260                         goto err;
 261                 else if (!ret)
 262                         break;
 263                 else if (ret < (int) sizeof(t)) {
 264                         log_err("fio: short fifo get\n");
 265                         break;
 266                 }
 267
 268                 if ((t.magic & 0xffffff00) != BLK_IO_TRACE_MAGIC) {
 269                         log_err("fio: bad magic in blktrace data: %x\n", t.magic);
 270                         goto err;
 271                 }
 272                 if ((t.magic & 0xff) != BLK_IO_TRACE_VERSION) {
 273                         log_err("fio: bad blktrace version %d\n", t.magic & 0xff);
 274                         goto err;
 275                 }
 276                 ret = discard_pdu(td, fifo, fd, &t);
 277                 if (ret < 0) {
 278                         td_verror(td, ret, "blktrace lseek");
 279                         goto err;
 280                 } else if (t.pdu_len != ret) {
 281                         log_err("fio: discarded %d of %d\n", ret, t.pdu_len);
 282                         goto err;
 283                 }
 284                 if (!ttime) {
 285                         ttime = t.time;
 286                         cpu = t.cpu;
 287                 }
 288                 delay = 0;
 289                 if (cpu == t.cpu)
 290                         delay = t.time - ttime;
 291                 handle_trace(td, &t, delay, ios, rw_bs);
 292                 ttime = t.time;
 293                 cpu = t.cpu;
 294         } while (1);
 295
 296         fifo_free(fifo);
 297         close(fd);
 298
 299         if (!ios[DDIR_READ] && !ios[DDIR_WRITE]) {
 300                 log_err("fio: found no ios in blktrace data\n");
 301                 return 1;
 302         } else if (ios[DDIR_READ] && !ios[DDIR_READ]) {
 303                 td->o.td_ddir = TD_DDIR_READ;
 304                 td->o.max_bs[DDIR_READ] = rw_bs[DDIR_READ];
 305         } else if (!ios[DDIR_READ] && ios[DDIR_WRITE]) {
 306                 td->o.td_ddir = TD_DDIR_WRITE;
 307                 td->o.max_bs[DDIR_WRITE] = rw_bs[DDIR_WRITE];
 308         } else {
 309                 td->o.td_ddir = TD_DDIR_RW;
 310                 td->o.max_bs[DDIR_READ] = rw_bs[DDIR_READ];
 311                 td->o.max_bs[DDIR_WRITE] = rw_bs[DDIR_WRITE];
 312         }
 313
 314         /*
 315          * We need to do direct/raw ios to the device, to avoid getting
 316          * read-ahead in our way.
 317          */
 318         td->o.odirect = 1;
 319
 320         return 0;
 321 err:
 322         close(fd);
 323         fifo_free(fifo);
 324         return 1;
 325 }