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