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 #include "diskutil.h"
  13
  14 static int last_majdev, last_mindev;
  15 static struct disk_util *last_du;
  16
  17 static struct flist_head disk_list = FLIST_HEAD_INIT(disk_list);
  18
  19 static struct disk_util *__init_per_file_disk_util(struct thread_data *td,
  20                 int majdev, int mindev, char *path);
  21
  22 static void disk_util_free(struct disk_util *du)
  23 {
  24         if (du == last_du)
  25                 last_du = NULL;
  26
  27         while (!flist_empty(&du->slaves)) {
  28                 struct disk_util *slave;
  29
  30                 slave = flist_entry(du->slaves.next, struct disk_util, slavelist);
  31                 flist_del(&slave->slavelist);
  32                 slave->users--;
  33         }
  34
  35         fio_mutex_remove(du->lock);
  36         sfree(du->name);
  37         sfree(du);
  38 }
  39
  40 static int get_io_ticks(struct disk_util *du, struct disk_util_stat *dus)
  41 {
  42         unsigned in_flight;
  43         char line[256];
  44         FILE *f;
  45         char *p;
  46         int ret;
  47
  48         dprint(FD_DISKUTIL, "open stat file: %s\n", du->path);
  49
  50         f = fopen(du->path, "r");
  51         if (!f)
  52                 return 1;
  53
  54         p = fgets(line, sizeof(line), f);
  55         if (!p) {
  56                 fclose(f);
  57                 return 1;
  58         }
  59
  60         dprint(FD_DISKUTIL, "%s: %s", du->path, p);
  61
  62         ret = sscanf(p, "%u %u %llu %u %u %u %llu %u %u %u %u\n", &dus->ios[0],
  63                                         &dus->merges[0], &dus->sectors[0],
  64                                         &dus->ticks[0], &dus->ios[1],
  65                                         &dus->merges[1], &dus->sectors[1],
  66                                         &dus->ticks[1], &in_flight,
  67                                         &dus->io_ticks, &dus->time_in_queue);
  68         fclose(f);
  69         dprint(FD_DISKUTIL, "%s: stat read ok? %d\n", du->path, ret == 1);
  70         return ret != 11;
  71 }
  72
  73 static void update_io_tick_disk(struct disk_util *du)
  74 {
  75         struct disk_util_stat __dus, *dus, *ldus;
  76         struct timeval t;
  77
  78         if (!du->users)
  79                 return;
  80         if (get_io_ticks(du, &__dus))
  81                 return;
  82
  83         dus = &du->dus;
  84         ldus = &du->last_dus;
  85
  86         dus->sectors[0] += (__dus.sectors[0] - ldus->sectors[0]);
  87         dus->sectors[1] += (__dus.sectors[1] - ldus->sectors[1]);
  88         dus->ios[0] += (__dus.ios[0] - ldus->ios[0]);
  89         dus->ios[1] += (__dus.ios[1] - ldus->ios[1]);
  90         dus->merges[0] += (__dus.merges[0] - ldus->merges[0]);
  91         dus->merges[1] += (__dus.merges[1] - ldus->merges[1]);
  92         dus->ticks[0] += (__dus.ticks[0] - ldus->ticks[0]);
  93         dus->ticks[1] += (__dus.ticks[1] - ldus->ticks[1]);
  94         dus->io_ticks += (__dus.io_ticks - ldus->io_ticks);
  95         dus->time_in_queue += (__dus.time_in_queue - ldus->time_in_queue);
  96
  97         fio_gettime(&t, NULL);
  98         du->msec += mtime_since(&du->time, &t);
  99         memcpy(&du->time, &t, sizeof(t));
 100         memcpy(ldus, &__dus, sizeof(__dus));
 101 }
 102
 103 void update_io_ticks(void)
 104 {
 105         struct flist_head *entry;
 106         struct disk_util *du;
 107
 108         dprint(FD_DISKUTIL, "update io ticks\n");
 109
 110         flist_for_each(entry, &disk_list) {
 111                 du = flist_entry(entry, struct disk_util, list);
 112                 update_io_tick_disk(du);
 113         }
 114 }
 115
 116 static struct disk_util *disk_util_exists(int major, int minor)
 117 {
 118         struct flist_head *entry;
 119         struct disk_util *du;
 120
 121         flist_for_each(entry, &disk_list) {
 122                 du = flist_entry(entry, struct disk_util, list);
 123
 124                 if (major == du->major && minor == du->minor)
 125                         return du;
 126         }
 127
 128         return NULL;
 129 }
 130
 131 static int get_device_numbers(char *file_name, int *maj, int *min)
 132 {
 133         struct stat st;
 134         int majdev, mindev;
 135         char tempname[PATH_MAX], *p;
 136
 137         if (!lstat(file_name, &st)) {
 138                 if (S_ISBLK(st.st_mode)) {
 139                         majdev = major(st.st_rdev);
 140                         mindev = minor(st.st_rdev);
 141                 } else if (S_ISCHR(st.st_mode)) {
 142                         majdev = major(st.st_rdev);
 143                         mindev = minor(st.st_rdev);
 144                         if (fio_lookup_raw(st.st_rdev, &majdev, &mindev))
 145                                 return -1;
 146                 } else if (S_ISFIFO(st.st_mode))
 147                         return -1;
 148                 else {
 149                         majdev = major(st.st_dev);
 150                         mindev = minor(st.st_dev);
 151                 }
 152         } else {
 153                 /*
 154                  * must be a file, open "." in that path
 155                  */
 156                 strncpy(tempname, file_name, PATH_MAX - 1);
 157                 p = dirname(tempname);
 158                 if (stat(p, &st)) {
 159                         perror("disk util stat");
 160                         return -1;
 161                 }
 162
 163                 majdev = major(st.st_dev);
 164                 mindev = minor(st.st_dev);
 165         }
 166
 167         *min = mindev;
 168         *maj = majdev;
 169
 170         return 0;
 171 }
 172
 173 static int read_block_dev_entry(char *path, int *maj, int *min)
 174 {
 175         char line[256], *p;
 176         FILE *f;
 177
 178         f = fopen(path, "r");
 179         if (!f) {
 180                 perror("open path");
 181                 return 1;
 182         }
 183
 184         p = fgets(line, sizeof(line), f);
 185         fclose(f);
 186
 187         if (!p)
 188                 return 1;
 189
 190         if (sscanf(p, "%u:%u", maj, min) != 2)
 191                 return 1;
 192
 193         return 0;
 194 }
 195
 196 static void find_add_disk_slaves(struct thread_data *td, char *path,
 197                                  struct disk_util *masterdu)
 198 {
 199         DIR *dirhandle = NULL;
 200         struct dirent *dirent = NULL;
 201         char slavesdir[PATH_MAX], temppath[PATH_MAX], slavepath[PATH_MAX];
 202         struct disk_util *slavedu = NULL;
 203         int majdev, mindev;
 204         ssize_t linklen;
 205
 206         sprintf(slavesdir, "%s/%s", path, "slaves");
 207         dirhandle = opendir(slavesdir);
 208         if (!dirhandle)
 209                 return;
 210
 211         while ((dirent = readdir(dirhandle)) != NULL) {
 212                 if (!strcmp(dirent->d_name, ".") ||
 213                     !strcmp(dirent->d_name, ".."))
 214                         continue;
 215
 216                 sprintf(temppath, "%s/%s", slavesdir, dirent->d_name);
 217                 /* Can we always assume that the slaves device entries
 218                  * are links to the real directories for the slave
 219                  * devices?
 220                  */
 221                 linklen = readlink(temppath, slavepath, PATH_MAX - 0);
 222                 if (linklen  < 0) {
 223                         perror("readlink() for slave device.");
 224                         return;
 225                 }
 226                 slavepath[linklen] = '\0';
 227
 228                 sprintf(temppath, "%s/%s/dev", slavesdir, slavepath);
 229                 if (read_block_dev_entry(temppath, &majdev, &mindev)) {
 230                         perror("Error getting slave device numbers.");
 231                         return;
 232                 }
 233
 234                 /*
 235                  * See if this maj,min already exists
 236                  */
 237                 slavedu = disk_util_exists(majdev, mindev);
 238                 if (slavedu)
 239                         continue;
 240
 241                 sprintf(temppath, "%s/%s", slavesdir, slavepath);
 242                 __init_per_file_disk_util(td, majdev, mindev, temppath);
 243                 slavedu = disk_util_exists(majdev, mindev);
 244
 245                 /* Should probably use an assert here. slavedu should
 246                  * always be present at this point. */
 247                 if (slavedu) {
 248                         slavedu->users++;
 249                         flist_add_tail(&slavedu->slavelist, &masterdu->slaves);
 250                 }
 251         }
 252
 253         closedir(dirhandle);
 254 }
 255
 256 static struct disk_util *disk_util_add(struct thread_data * td, int majdev,
 257                                        int mindev, char *path)
 258 {
 259         struct disk_util *du, *__du;
 260         struct flist_head *entry;
 261
 262         dprint(FD_DISKUTIL, "add maj/min %d/%d: %s\n", majdev, mindev, path);
 263
 264         du = smalloc(sizeof(*du));
 265         memset(du, 0, sizeof(*du));
 266         INIT_FLIST_HEAD(&du->list);
 267         sprintf(du->path, "%s/stat", path);
 268         du->name = smalloc_strdup(basename(path));
 269         du->sysfs_root = path;
 270         du->major = majdev;
 271         du->minor = mindev;
 272         INIT_FLIST_HEAD(&du->slavelist);
 273         INIT_FLIST_HEAD(&du->slaves);
 274         du->lock = fio_mutex_init(1);
 275         du->users = 0;
 276
 277         flist_for_each(entry, &disk_list) {
 278                 __du = flist_entry(entry, struct disk_util, list);
 279
 280                 dprint(FD_DISKUTIL, "found %s in list\n", __du->name);
 281
 282                 if (!strcmp(du->name, __du->name)) {
 283                         disk_util_free(du);
 284                         return __du;
 285                 }
 286         }
 287
 288         dprint(FD_DISKUTIL, "add %s to list\n", du->name);
 289
 290         fio_gettime(&du->time, NULL);
 291         get_io_ticks(du, &du->last_dus);
 292
 293         flist_add_tail(&du->list, &disk_list);
 294         find_add_disk_slaves(td, path, du);
 295         return du;
 296 }
 297
 298 static int check_dev_match(int majdev, int mindev, char *path)
 299 {
 300         int major, minor;
 301
 302         if (read_block_dev_entry(path, &major, &minor))
 303                 return 1;
 304
 305         if (majdev == major && mindev == minor)
 306                 return 0;
 307
 308         return 1;
 309 }
 310
 311 static int find_block_dir(int majdev, int mindev, char *path, int link_ok)
 312 {
 313         struct dirent *dir;
 314         struct stat st;
 315         int found = 0;
 316         DIR *D;
 317
 318         D = opendir(path);
 319         if (!D)
 320                 return 0;
 321
 322         while ((dir = readdir(D)) != NULL) {
 323                 char full_path[256];
 324
 325                 if (!strcmp(dir->d_name, ".") || !strcmp(dir->d_name, ".."))
 326                         continue;
 327
 328                 sprintf(full_path, "%s/%s", path, dir->d_name);
 329
 330                 if (!strcmp(dir->d_name, "dev")) {
 331                         if (!check_dev_match(majdev, mindev, full_path)) {
 332                                 found = 1;
 333                                 break;
 334                         }
 335                 }
 336
 337                 if (link_ok) {
 338                         if (stat(full_path, &st) == -1) {
 339                                 perror("stat");
 340                                 break;
 341                         }
 342                 } else {
 343                         if (lstat(full_path, &st) == -1) {
 344                                 perror("stat");
 345                                 break;
 346                         }
 347                 }
 348
 349                 if (!S_ISDIR(st.st_mode) || S_ISLNK(st.st_mode))
 350                         continue;
 351
 352                 found = find_block_dir(majdev, mindev, full_path, 0);
 353                 if (found) {
 354                         strcpy(path, full_path);
 355                         break;
 356                 }
 357         }
 358
 359         closedir(D);
 360         return found;
 361 }
 362
 363 static struct disk_util *__init_per_file_disk_util(struct thread_data *td,
 364                                                    int majdev, int mindev,
 365                                                    char *path)
 366 {
 367         struct stat st;
 368         char tmp[PATH_MAX];
 369         char *p;
 370
 371         /*
 372          * If there's a ../queue/ directory there, we are inside a partition.
 373          * Check if that is the case and jump back. For loop/md/dm etc we
 374          * are already in the right spot.
 375          */
 376         sprintf(tmp, "%s/../queue", path);
 377         if (!stat(tmp, &st)) {
 378                 p = dirname(path);
 379                 sprintf(tmp, "%s/queue", p);
 380                 if (stat(tmp, &st)) {
 381                         log_err("unknown sysfs layout\n");
 382                         return NULL;
 383                 }
 384                 strncpy(tmp, p, PATH_MAX - 1);
 385                 sprintf(path, "%s", tmp);
 386         }
 387
 388         if (td->o.ioscheduler && !td->sysfs_root)
 389                 td->sysfs_root = strdup(path);
 390
 391         return disk_util_add(td, majdev, mindev, path);
 392 }
 393
 394 static struct disk_util *init_per_file_disk_util(struct thread_data *td,
 395                                                  char *filename)
 396 {
 397
 398         char foo[PATH_MAX];
 399         struct disk_util *du;
 400         int mindev, majdev;
 401
 402         if (get_device_numbers(filename, &majdev, &mindev))
 403                 return NULL;
 404
 405         dprint(FD_DISKUTIL, "%s belongs to maj/min %d/%d\n", filename, majdev,
 406                         mindev);
 407
 408         du = disk_util_exists(majdev, mindev);
 409         if (du) {
 410                 if (td->o.ioscheduler && !td->sysfs_root)
 411                         td->sysfs_root = strdup(du->sysfs_root);
 412
 413                 return du;
 414         }
 415
 416         /*
 417          * for an fs without a device, we will repeatedly stat through
 418          * sysfs which can take oodles of time for thousands of files. so
 419          * cache the last lookup and compare with that before going through
 420          * everything again.
 421          */
 422         if (mindev == last_mindev && majdev == last_majdev)
 423                 return last_du;
 424
 425         last_mindev = mindev;
 426         last_majdev = majdev;
 427
 428         sprintf(foo, "/sys/block");
 429         if (!find_block_dir(majdev, mindev, foo, 1))
 430                 return NULL;
 431
 432         return __init_per_file_disk_util(td, majdev, mindev, foo);
 433 }
 434
 435 static struct disk_util *__init_disk_util(struct thread_data *td,
 436                                           struct fio_file *f)
 437 {
 438         return init_per_file_disk_util(td, f->file_name);
 439 }
 440
 441 void init_disk_util(struct thread_data *td)
 442 {
 443         struct fio_file *f;
 444         unsigned int i;
 445
 446         if (!td->o.do_disk_util ||
 447             (td->io_ops->flags & (FIO_DISKLESSIO | FIO_NODISKUTIL)))
 448                 return;
 449
 450         for_each_file(td, f, i)
 451                 f->du = __init_disk_util(td, f);
 452 }
 453
 454 static void aggregate_slaves_stats(struct disk_util *masterdu)
 455 {
 456         struct disk_util_stat *dus;
 457         struct flist_head *entry;
 458         struct disk_util *slavedu;
 459         double util, max_util = 0;
 460         int slavecount = 0;
 461
 462         unsigned merges[2] = { 0, };
 463         unsigned ticks[2] = { 0, };
 464         unsigned time_in_queue = { 0, };
 465         unsigned long long sectors[2] = { 0, };
 466         unsigned ios[2] = { 0, };
 467
 468         flist_for_each(entry, &masterdu->slaves) {
 469                 slavedu = flist_entry(entry, struct disk_util, slavelist);
 470                 dus = &slavedu->dus;
 471                 ios[0] += dus->ios[0];
 472                 ios[1] += dus->ios[1];
 473                 merges[0] += dus->merges[0];
 474                 merges[1] += dus->merges[1];
 475                 sectors[0] += dus->sectors[0];
 476                 sectors[1] += dus->sectors[1];
 477                 ticks[0] += dus->ticks[0];
 478                 ticks[1] += dus->ticks[1];
 479                 time_in_queue += dus->time_in_queue;
 480                 ++slavecount;
 481
 482                 util = (double) (100 * dus->io_ticks / (double) slavedu->msec);
 483                 /* System utilization is the utilization of the
 484                  * component with the highest utilization.
 485                  */
 486                 if (util > max_util)
 487                         max_util = util;
 488
 489         }
 490
 491         if (max_util > 100.0)
 492                 max_util = 100.0;
 493
 494         log_info(", aggrios=%u/%u, aggrmerge=%u/%u, aggrticks=%u/%u,"
 495                         " aggrin_queue=%u, aggrutil=%3.2f%%",
 496                         ios[0]/slavecount, ios[1]/slavecount,
 497                         merges[0]/slavecount, merges[1]/slavecount,
 498                         ticks[0]/slavecount, ticks[1]/slavecount,
 499                         time_in_queue/slavecount, max_util);
 500
 501 }
 502
 503 void show_disk_util(void)
 504 {
 505         struct disk_util_stat *dus;
 506         struct flist_head *entry, *next;
 507         struct disk_util *du;
 508         double util;
 509
 510         if (flist_empty(&disk_list))
 511                 return;
 512
 513         log_info("\nDisk stats (read/write):\n");
 514
 515         flist_for_each(entry, &disk_list) {
 516                 du = flist_entry(entry, struct disk_util, list);
 517                 dus = &du->dus;
 518
 519                 util = (double) 100 * du->dus.io_ticks / (double) du->msec;
 520                 if (util > 100.0)
 521                         util = 100.0;
 522
 523                 /* If this node is the slave of a master device, as
 524                  * happens in case of software RAIDs, inward-indent
 525                  * this stats line to reflect a master-slave
 526                  * relationship. Because the master device gets added
 527                  * before the slave devices, we can safely assume that
 528                  * the master's stats line has been displayed in a
 529                  * previous iteration of this loop.
 530                  */
 531                 if (!flist_empty(&du->slavelist))
 532                         log_info("  ");
 533
 534                 log_info("  %s: ios=%u/%u, merge=%u/%u, ticks=%u/%u, "
 535                          "in_queue=%u, util=%3.2f%%", du->name,
 536                                                 dus->ios[0], dus->ios[1],
 537                                                 dus->merges[0], dus->merges[1],
 538                                                 dus->ticks[0], dus->ticks[1],
 539                                                 dus->time_in_queue, util);
 540
 541                 /* If the device has slaves, aggregate the stats for
 542                  * those slave devices also.
 543                  */
 544                 if (!flist_empty(&du->slaves))
 545                         aggregate_slaves_stats(du);
 546
 547                 log_info("\n");
 548         }
 549
 550         /*
 551          * now free the list
 552          */
 553         flist_for_each_safe(entry, next, &disk_list) {
 554                 flist_del(entry);
 555                 du = flist_entry(entry, struct disk_util, list);
 556                 disk_util_free(du);
 557         }
 558 }