diskutil.c

   1 #include <stdio.h>
   2 #include <string.h>
   3 #include <sys/time.h>
   4 #include <sys/types.h>
   5 #include <sys/stat.h>
   6 #include <dirent.h>
   7 #include <libgen.h>
   8 #include <math.h>
   9
  10 #include "fio.h"
  11 #include "smalloc.h"
  12
  13 static int last_majdev, last_mindev;
  14 static struct disk_util *last_du;
  15
  16 static struct flist_head disk_list = FLIST_HEAD_INIT(disk_list);
  17
  18 static void disk_util_free(struct disk_util *du)
  19 {
  20         if (du == last_du)
  21                 last_du = NULL;
  22
  23         fio_mutex_remove(du->lock);
  24         sfree(du->name);
  25         sfree(du);
  26 }
  27
  28 static int get_io_ticks(struct disk_util *du, struct disk_util_stat *dus)
  29 {
  30         unsigned in_flight;
  31         char line[256];
  32         FILE *f;
  33         char *p;
  34         int ret;
  35
  36         dprint(FD_DISKUTIL, "open stat file: %s\n", du->path);
  37
  38         f = fopen(du->path, "r");
  39         if (!f)
  40                 return 1;
  41
  42         p = fgets(line, sizeof(line), f);
  43         if (!p) {
  44                 fclose(f);
  45                 return 1;
  46         }
  47
  48         dprint(FD_DISKUTIL, "%s: %s", du->path, p);
  49
  50         ret = sscanf(p, "%u %u %llu %u %u %u %llu %u %u %u %u\n", &dus->ios[0],
  51                                         &dus->merges[0], &dus->sectors[0],
  52                                         &dus->ticks[0], &dus->ios[1],
  53                                         &dus->merges[1], &dus->sectors[1],
  54                                         &dus->ticks[1], &in_flight,
  55                                         &dus->io_ticks, &dus->time_in_queue);
  56         fclose(f);
  57         dprint(FD_DISKUTIL, "%s: stat read ok? %d\n", du->path, ret == 1);
  58         return ret != 11;
  59 }
  60
  61 static void update_io_tick_disk(struct disk_util *du)
  62 {
  63         struct disk_util_stat __dus, *dus, *ldus;
  64         struct timeval t;
  65
  66         if (get_io_ticks(du, &__dus))
  67                 return;
  68         if (!du->users)
  69                 return;
  70
  71         dus = &du->dus;
  72         ldus = &du->last_dus;
  73
  74         dus->sectors[0] += (__dus.sectors[0] - ldus->sectors[0]);
  75         dus->sectors[1] += (__dus.sectors[1] - ldus->sectors[1]);
  76         dus->ios[0] += (__dus.ios[0] - ldus->ios[0]);
  77         dus->ios[1] += (__dus.ios[1] - ldus->ios[1]);
  78         dus->merges[0] += (__dus.merges[0] - ldus->merges[0]);
  79         dus->merges[1] += (__dus.merges[1] - ldus->merges[1]);
  80         dus->ticks[0] += (__dus.ticks[0] - ldus->ticks[0]);
  81         dus->ticks[1] += (__dus.ticks[1] - ldus->ticks[1]);
  82         dus->io_ticks += (__dus.io_ticks - ldus->io_ticks);
  83         dus->time_in_queue += (__dus.time_in_queue - ldus->time_in_queue);
  84
  85         fio_gettime(&t, NULL);
  86         du->msec += mtime_since(&du->time, &t);
  87         memcpy(&du->time, &t, sizeof(t));
  88         memcpy(ldus, &__dus, sizeof(__dus));
  89 }
  90
  91 void update_io_ticks(void)
  92 {
  93         struct flist_head *entry;
  94         struct disk_util *du;
  95
  96         dprint(FD_DISKUTIL, "update io ticks\n");
  97
  98         flist_for_each(entry, &disk_list) {
  99                 du = flist_entry(entry, struct disk_util, list);
 100                 update_io_tick_disk(du);
 101         }
 102 }
 103
 104 static struct disk_util *disk_util_exists(int major, int minor)
 105 {
 106         struct flist_head *entry;
 107         struct disk_util *du;
 108
 109         flist_for_each(entry, &disk_list) {
 110                 du = flist_entry(entry, struct disk_util, list);
 111
 112                 if (major == du->major && minor == du->minor)
 113                         return du;
 114         }
 115
 116         return NULL;
 117 }
 118
 119 static int get_device_numbers(char *file_name, int *maj, int *min)
 120 {
 121         struct stat st;
 122         int majdev, mindev;
 123         char tempname[PATH_MAX], *p;
 124
 125         if (!lstat(file_name, &st)) {
 126                 if (S_ISBLK(st.st_mode)) {
 127                         majdev = major(st.st_rdev);
 128                         mindev = minor(st.st_rdev);
 129                 } else if (S_ISCHR(st.st_mode)) {
 130                         majdev = major(st.st_rdev);
 131                         mindev = minor(st.st_rdev);
 132                         if (fio_lookup_raw(st.st_rdev, &majdev, &mindev))
 133                                 return -1;
 134                 } else if (S_ISFIFO(st.st_mode))
 135                         return -1;
 136                 else {
 137                         majdev = major(st.st_dev);
 138                         mindev = minor(st.st_dev);
 139                 }
 140         } else {
 141                 /*
 142                  * must be a file, open "." in that path
 143                  */
 144                 strncpy(tempname, file_name, PATH_MAX - 1);
 145                 p = dirname(tempname);
 146                 if (stat(p, &st)) {
 147                         perror("disk util stat");
 148                         return -1;
 149                 }
 150
 151                 majdev = major(st.st_dev);
 152                 mindev = minor(st.st_dev);
 153         }
 154
 155         *min = mindev;
 156         *maj = majdev;
 157
 158         return 0;
 159 }
 160
 161 static int read_block_dev_entry(char *path, int *maj, int *min)
 162 {
 163         char line[256], *p;
 164         FILE *f;
 165
 166         f = fopen(path, "r");
 167         if (!f) {
 168                 perror("open path");
 169                 return 1;
 170         }
 171
 172         p = fgets(line, sizeof(line), f);
 173         fclose(f);
 174
 175         if (!p)
 176                 return 1;
 177
 178         if (sscanf(p, "%u:%u", maj, min) != 2)
 179                 return 1;
 180
 181         return 0;
 182 }
 183
 184 static struct disk_util *__init_per_file_disk_util(struct thread_data *td,
 185                 int majdev, int mindev, char * path);
 186
 187 static void find_add_disk_slaves(struct thread_data *td, char *path,
 188                 struct disk_util *masterdu)
 189 {
 190         DIR *dirhandle = NULL;
 191         struct dirent *dirent = NULL;
 192         char slavesdir[PATH_MAX], temppath[PATH_MAX], slavepath[PATH_MAX];
 193         struct disk_util *slavedu = NULL;
 194         int majdev, mindev;
 195         ssize_t linklen;
 196
 197         sprintf(slavesdir, "%s/%s",path, "slaves");
 198         dirhandle = opendir(slavesdir);
 199         if (!dirhandle)
 200                 return;
 201
 202         while ((dirent = readdir(dirhandle)) != NULL) {
 203                 if (!strcmp(dirent->d_name, ".") || !strcmp(dirent->d_name, ".."))
 204                         continue;
 205
 206                 sprintf(temppath, "%s/%s", slavesdir, dirent->d_name);
 207                 /* Can we always assume that the slaves device entries
 208                  * are links to the real directories for the slave
 209                  * devices?
 210                  */
 211                 if ((linklen = readlink(temppath, slavepath, PATH_MAX-1)) < 0) {
 212                         perror("readlink() for slave device.");
 213                         return;
 214                 }
 215                 slavepath[linklen]='\0';
 216
 217                 sprintf(temppath, "%s/%s/dev", slavesdir, slavepath);
 218                 if (read_block_dev_entry(temppath, &majdev, &mindev)) {
 219                         perror("Error getting slave device numbers.");
 220                         return;
 221                 }
 222
 223                 sprintf(temppath, "%s/%s", slavesdir, slavepath);
 224                 __init_per_file_disk_util(td, majdev, mindev, temppath);
 225                 slavedu = disk_util_exists(majdev, mindev);
 226
 227                 /* Should probably use an assert here. slavedu should
 228                  * always be present at this point. */
 229                 if (slavedu)
 230                         flist_add_tail(&slavedu->slavelist, &masterdu->slaves);
 231         }
 232
 233         closedir(dirhandle);
 234         return;
 235 }
 236
 237 static struct disk_util *disk_util_add(struct thread_data * td, int majdev,
 238                                        int mindev, char *path)
 239 {
 240         struct disk_util *du, *__du;
 241         struct flist_head *entry;
 242
 243         dprint(FD_DISKUTIL, "add maj/min %d/%d: %s\n", majdev, mindev, path);
 244
 245         du = smalloc(sizeof(*du));
 246         memset(du, 0, sizeof(*du));
 247         INIT_FLIST_HEAD(&du->list);
 248         sprintf(du->path, "%s/stat", path);
 249         du->name = smalloc_strdup(basename(path));
 250         du->sysfs_root = path;
 251         du->major = majdev;
 252         du->minor = mindev;
 253         INIT_FLIST_HEAD(&du->slavelist);
 254         INIT_FLIST_HEAD(&du->slaves);
 255         du->lock = fio_mutex_init(1);
 256         du->users = 0;
 257
 258         flist_for_each(entry, &disk_list) {
 259                 __du = flist_entry(entry, struct disk_util, list);
 260
 261                 dprint(FD_DISKUTIL, "found %s in list\n", __du->name);
 262
 263                 if (!strcmp(du->name, __du->name)) {
 264                         disk_util_free(du);
 265                         return __du;
 266                 }
 267         }
 268
 269         dprint(FD_DISKUTIL, "add %s to list\n", du->name);
 270
 271         fio_gettime(&du->time, NULL);
 272         get_io_ticks(du, &du->last_dus);
 273
 274         flist_add_tail(&du->list, &disk_list);
 275         find_add_disk_slaves(td, path, du);
 276         return du;
 277 }
 278
 279
 280 static int check_dev_match(int majdev, int mindev, char *path)
 281 {
 282         int major, minor;
 283
 284         if (read_block_dev_entry(path, &major, &minor))
 285                 return 1;
 286
 287         if (majdev == major && mindev == minor)
 288                 return 0;
 289
 290         return 1;
 291 }
 292
 293 static int find_block_dir(int majdev, int mindev, char *path, int link_ok)
 294 {
 295         struct dirent *dir;
 296         struct stat st;
 297         int found = 0;
 298         DIR *D;
 299
 300         D = opendir(path);
 301         if (!D)
 302                 return 0;
 303
 304         while ((dir = readdir(D)) != NULL) {
 305                 char full_path[256];
 306
 307                 if (!strcmp(dir->d_name, ".") || !strcmp(dir->d_name, ".."))
 308                         continue;
 309
 310                 sprintf(full_path, "%s/%s", path, dir->d_name);
 311
 312                 if (!strcmp(dir->d_name, "dev")) {
 313                         if (!check_dev_match(majdev, mindev, full_path)) {
 314                                 found = 1;
 315                                 break;
 316                         }
 317                 }
 318
 319                 if (link_ok) {
 320                         if (stat(full_path, &st) == -1) {
 321                                 perror("stat");
 322                                 break;
 323                         }
 324                 } else {
 325                         if (lstat(full_path, &st) == -1) {
 326                                 perror("stat");
 327                                 break;
 328                         }
 329                 }
 330
 331                 if (!S_ISDIR(st.st_mode) || S_ISLNK(st.st_mode))
 332                         continue;
 333
 334                 found = find_block_dir(majdev, mindev, full_path, 0);
 335                 if (found) {
 336                         strcpy(path, full_path);
 337                         break;
 338                 }
 339         }
 340
 341         closedir(D);
 342         return found;
 343 }
 344
 345 static struct disk_util *__init_per_file_disk_util(struct thread_data *td,
 346                                                    int majdev, int mindev,
 347                                                    char *path)
 348 {
 349         struct stat st;
 350         char tmp[PATH_MAX];
 351         char *p;
 352
 353         /*
 354          * If there's a ../queue/ directory there, we are inside a partition.
 355          * Check if that is the case and jump back. For loop/md/dm etc we
 356          * are already in the right spot.
 357          */
 358         sprintf(tmp, "%s/../queue", path);
 359         if (!stat(tmp, &st)) {
 360                 p = dirname(path);
 361                 sprintf(tmp, "%s/queue", p);
 362                 if (stat(tmp, &st)) {
 363                         log_err("unknown sysfs layout\n");
 364                         return NULL;
 365                 }
 366                 strncpy(tmp, p, PATH_MAX - 1);
 367                 sprintf(path, "%s", tmp);
 368         }
 369
 370         if (td->o.ioscheduler && !td->sysfs_root)
 371                 td->sysfs_root = strdup(path);
 372
 373         return disk_util_add(td, majdev, mindev, path);
 374 }
 375
 376 static struct disk_util *init_per_file_disk_util(struct thread_data *td,
 377                                                  char *filename)
 378 {
 379
 380         char foo[PATH_MAX];
 381         struct disk_util *du;
 382         int mindev, majdev;
 383
 384         if (get_device_numbers(filename, &majdev, &mindev))
 385                 return NULL;
 386
 387         dprint(FD_DISKUTIL, "%s belongs to maj/min %d/%d\n", filename, majdev,
 388                         mindev);
 389
 390         du = disk_util_exists(majdev, mindev);
 391         if (du) {
 392                 if (td->o.ioscheduler && !td->sysfs_root)
 393                         td->sysfs_root = strdup(du->sysfs_root);
 394
 395                 return du;
 396         }
 397
 398         /*
 399          * for an fs without a device, we will repeatedly stat through
 400          * sysfs which can take oodles of time for thousands of files. so
 401          * cache the last lookup and compare with that before going through
 402          * everything again.
 403          */
 404         if (mindev == last_mindev && majdev == last_majdev)
 405                 return last_du;
 406
 407         last_mindev = mindev;
 408         last_majdev = majdev;
 409
 410         sprintf(foo, "/sys/block");
 411         if (!find_block_dir(majdev, mindev, foo, 1))
 412                 return NULL;
 413
 414         return __init_per_file_disk_util(td, majdev, mindev, foo);
 415 }
 416
 417 static struct disk_util *__init_disk_util(struct thread_data *td,
 418                                           struct fio_file *f)
 419 {
 420         return init_per_file_disk_util(td, f->file_name);
 421 }
 422
 423 void init_disk_util(struct thread_data *td)
 424 {
 425         struct fio_file *f;
 426         unsigned int i;
 427
 428         if (!td->o.do_disk_util ||
 429             (td->io_ops->flags & (FIO_DISKLESSIO | FIO_NODISKUTIL)))
 430                 return;
 431
 432         for_each_file(td, f, i)
 433                 f->du = __init_disk_util(td, f);
 434 }
 435
 436 static void aggregate_slaves_stats(struct disk_util *masterdu)
 437 {
 438         struct disk_util_stat *dus;
 439         struct flist_head *entry;
 440         struct disk_util *slavedu;
 441         double util, max_util = 0;
 442         int slavecount = 0;
 443
 444         unsigned merges[2] = { 0, };
 445         unsigned ticks[2] = { 0, };
 446         unsigned time_in_queue = { 0, };
 447         unsigned long long sectors[2] = { 0, };
 448         unsigned ios[2] = { 0, };
 449
 450         flist_for_each(entry, &masterdu->slaves) {
 451                 slavedu = flist_entry(entry, struct disk_util, slavelist);
 452                 dus = &slavedu->dus;
 453                 ios[0] += dus->ios[0];
 454                 ios[1] += dus->ios[1];
 455                 merges[0] += dus->merges[0];
 456                 merges[1] += dus->merges[1];
 457                 sectors[0] += dus->sectors[0];
 458                 sectors[1] += dus->sectors[1];
 459                 ticks[0] += dus->ticks[0];
 460                 ticks[1] += dus->ticks[1];
 461                 time_in_queue += dus->time_in_queue;
 462                 ++slavecount;
 463
 464                 util = (double) (100 * dus->io_ticks / (double) slavedu->msec);
 465                 /* System utilization is the utilization of the
 466                  * component with the highest utilization.
 467                  */
 468                 if (util > max_util)
 469                         max_util = util;
 470
 471         }
 472
 473         if (max_util > 100.0)
 474                 max_util = 100.0;
 475
 476         log_info(", aggrios=%u/%u, aggrmerge=%u/%u, aggrticks=%u/%u,"
 477                         " aggrin_queue=%u, aggrutil=%3.2f%%",
 478                         ios[0]/slavecount, ios[1]/slavecount,
 479                         merges[0]/slavecount, merges[1]/slavecount,
 480                         ticks[0]/slavecount, ticks[1]/slavecount,
 481                         time_in_queue/slavecount, max_util);
 482
 483 }
 484
 485 void show_disk_util(void)
 486 {
 487         struct disk_util_stat *dus;
 488         struct flist_head *entry, *next;
 489         struct disk_util *du;
 490         double util;
 491
 492         if (flist_empty(&disk_list))
 493                 return;
 494
 495         log_info("\nDisk stats (read/write):\n");
 496
 497         flist_for_each(entry, &disk_list) {
 498                 du = flist_entry(entry, struct disk_util, list);
 499                 dus = &du->dus;
 500
 501                 util = (double) 100 * du->dus.io_ticks / (double) du->msec;
 502                 if (util > 100.0)
 503                         util = 100.0;
 504
 505                 /* If this node is the slave of a master device, as
 506                  * happens in case of software RAIDs, inward-indent
 507                  * this stats line to reflect a master-slave
 508                  * relationship. Because the master device gets added
 509                  * before the slave devices, we can safely assume that
 510                  * the master's stats line has been displayed in a
 511                  * previous iteration of this loop.
 512                  */
 513                 if(!flist_empty(&du->slavelist))
 514                         log_info("  ");
 515
 516                 log_info("  %s: ios=%u/%u, merge=%u/%u, ticks=%u/%u, "
 517                          "in_queue=%u, util=%3.2f%%", du->name,
 518                                                 dus->ios[0], dus->ios[1],
 519                                                 dus->merges[0], dus->merges[1],
 520                                                 dus->ticks[0], dus->ticks[1],
 521                                                 dus->time_in_queue, util);
 522
 523                 /* If the device has slaves, aggregate the stats for
 524                  * those slave devices also.
 525                  */
 526                 if(!flist_empty(&du->slaves))
 527                         aggregate_slaves_stats(du);
 528
 529                 log_info("\n");
 530         }
 531
 532         /*
 533          * now free the list
 534          */
 535         flist_for_each_safe(entry, next, &disk_list) {
 536                 flist_del(entry);
 537                 du = flist_entry(entry, struct disk_util, list);
 538                 disk_util_free(du);
 539         }
 540 }