log.c

   1 /*
   2  * Code related to writing an iolog of what a thread is doing, and to
   3  * later read that back and replay
   4  */
   5 #include <stdio.h>
   6 #include <stdlib.h>
   7 #include <libgen.h>
   8 #include <assert.h>
   9 #include "flist.h"
  10 #include "fio.h"
  11 #include "verify.h"
  12
  13 static const char iolog_ver2[] = "fio version 2 iolog";
  14
  15 void queue_io_piece(struct thread_data *td, struct io_piece *ipo)
  16 {
  17         flist_add_tail(&ipo->list, &td->io_log_list);
  18         td->total_io_size += ipo->len;
  19 }
  20
  21 void log_io_u(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
  22 {
  23         const char *act[] = { "read", "write", "sync", "datasync" };
  24
  25         assert(io_u->ddir < 3);
  26
  27         if (!td->o.write_iolog_file)
  28                 return;
  29
  30         fprintf(td->iolog_f, "%s %s %llu %lu\n", io_u->file->file_name,
  31                                                 act[io_u->ddir], io_u->offset,
  32                                                 io_u->buflen);
  33 }
  34
  35 void log_file(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  36               enum file_log_act what)
  37 {
  38         const char *act[] = { "add", "open", "close" };
  39
  40         assert(what < 3);
  41
  42         if (!td->o.write_iolog_file)
  43                 return;
  44
  45
  46         /*
  47          * this happens on the pre-open/close done before the job starts
  48          */
  49         if (!td->iolog_f)
  50                 return;
  51
  52         fprintf(td->iolog_f, "%s %s\n", f->file_name, act[what]);
  53 }
  54
  55 static void iolog_delay(struct thread_data *td, unsigned long delay)
  56 {
  57         unsigned long usec = utime_since_now(&td->last_issue);
  58
  59         if (delay < usec)
  60                 return;
  61
  62         delay -= usec;
  63
  64         /*
  65          * less than 100 usec delay, just regard it as noise
  66          */
  67         if (delay < 100)
  68                 return;
  69
  70         usec_sleep(td, delay);
  71 }
  72
  73 static int ipo_special(struct thread_data *td, struct io_piece *ipo)
  74 {
  75         struct fio_file *f;
  76         int ret;
  77
  78         /*
  79          * Not a special ipo
  80          */
  81         if (ipo->ddir != DDIR_INVAL)
  82                 return 0;
  83
  84         f = td->files[ipo->fileno];
  85
  86         switch (ipo->file_action) {
  87         case FIO_LOG_OPEN_FILE:
  88                 ret = td_io_open_file(td, f);
  89                 if (!ret) {
  90                         free(ipo);
  91                         break;
  92                 }
  93                 td_verror(td, ret, "iolog open file");
  94                 return -1;
  95         case FIO_LOG_CLOSE_FILE:
  96                 td_io_close_file(td, f);
  97                 break;
  98         case FIO_LOG_UNLINK_FILE:
  99                 unlink(f->file_name);
 100                 break;
 101         default:
 102                 log_err("fio: bad file action %d\n", ipo->file_action);
 103                 break;
 104         }
 105
 106         return 1;
 107 }
 108
 109 int read_iolog_get(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 110 {
 111         struct io_piece *ipo;
 112
 113         while (!flist_empty(&td->io_log_list)) {
 114                 int ret;
 115
 116                 ipo = flist_entry(td->io_log_list.next, struct io_piece, list);
 117                 flist_del(&ipo->list);
 118
 119                 ret = ipo_special(td, ipo);
 120                 if (ret < 0) {
 121                         free(ipo);
 122                         break;
 123                 } else if (ret > 0) {
 124                         free(ipo);
 125                         continue;
 126                 }
 127
 128                 io_u->offset = ipo->offset;
 129                 io_u->buflen = ipo->len;
 130                 io_u->ddir = ipo->ddir;
 131                 io_u->file = td->files[ipo->fileno];
 132                 get_file(io_u->file);
 133
 134                 dprint(FD_IO, "iolog: get %llu/%lu/%s\n", io_u->offset,
 135                                         io_u->buflen, io_u->file->file_name);
 136
 137                 if (ipo->delay)
 138                         iolog_delay(td, ipo->delay);
 139
 140                 free(ipo);
 141                 return 0;
 142         }
 143
 144         td->done = 1;
 145         return 1;
 146 }
 147
 148 void prune_io_piece_log(struct thread_data *td)
 149 {
 150         struct io_piece *ipo;
 151         struct rb_node *n;
 152
 153         while ((n = rb_first(&td->io_hist_tree)) != NULL) {
 154                 ipo = rb_entry(n, struct io_piece, rb_node);
 155                 rb_erase(n, &td->io_hist_tree);
 156                 free(ipo);
 157         }
 158
 159         while (!flist_empty(&td->io_hist_list)) {
 160                 ipo = flist_entry(td->io_hist_list.next, struct io_piece, list);
 161                 flist_del(&ipo->list);
 162                 free(ipo);
 163         }
 164 }
 165
 166 /*
 167  * log a successful write, so we can unwind the log for verify
 168  */
 169 void log_io_piece(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 170 {
 171         struct rb_node **p, *parent;
 172         struct io_piece *ipo, *__ipo;
 173
 174         ipo = malloc(sizeof(struct io_piece));
 175         ipo->file = io_u->file;
 176         ipo->offset = io_u->offset;
 177         ipo->len = io_u->buflen;
 178
 179         /*
 180          * We don't need to sort the entries, if:
 181          *
 182          *      Sequential writes, or
 183          *      Random writes that lay out the file as it goes along
 184          *
 185          * For both these cases, just reading back data in the order we
 186          * wrote it out is the fastest.
 187          *
 188          * One exception is if we don't have a random map AND we are doing
 189          * verifies, in that case we need to check for duplicate blocks and
 190          * drop the old one, which we rely on the rb insert/lookup for
 191          * handling.
 192          */
 193         if ((!td_random(td) || !td->o.overwrite) &&
 194               (file_randommap(td, ipo->file) || td->o.verify == VERIFY_NONE)) {
 195                 INIT_FLIST_HEAD(&ipo->list);
 196                 flist_add_tail(&ipo->list, &td->io_hist_list);
 197                 return;
 198         }
 199
 200         RB_CLEAR_NODE(&ipo->rb_node);
 201
 202         /*
 203          * Sort the entry into the verification list
 204          */
 205 restart:
 206         p = &td->io_hist_tree.rb_node;
 207         parent = NULL;
 208         while (*p) {
 209                 parent = *p;
 210
 211                 __ipo = rb_entry(parent, struct io_piece, rb_node);
 212                 if (ipo->offset < __ipo->offset)
 213                         p = &(*p)->rb_left;
 214                 else if (ipo->offset > __ipo->offset)
 215                         p = &(*p)->rb_right;
 216                 else {
 217                         assert(ipo->len == __ipo->len);
 218                         rb_erase(parent, &td->io_hist_tree);
 219                         goto restart;
 220                 }
 221         }
 222
 223         rb_link_node(&ipo->rb_node, parent, p);
 224         rb_insert_color(&ipo->rb_node, &td->io_hist_tree);
 225 }
 226
 227 void write_iolog_close(struct thread_data *td)
 228 {
 229         fflush(td->iolog_f);
 230         fclose(td->iolog_f);
 231         free(td->iolog_buf);
 232         td->iolog_f = NULL;
 233         td->iolog_buf = NULL;
 234 }
 235
 236 /*
 237  * Read version 2 iolog data. It is enhanced to include per-file logging,
 238  * syncs, etc.
 239  */
 240 static int read_iolog2(struct thread_data *td, FILE *f)
 241 {
 242         unsigned long long offset;
 243         unsigned int bytes;
 244         int reads, writes, fileno = 0, file_action = 0; /* stupid gcc */
 245         char *fname, *act;
 246         char *str, *p;
 247         enum fio_ddir rw;
 248
 249         free_release_files(td);
 250
 251         /*
 252          * Read in the read iolog and store it, reuse the infrastructure
 253          * for doing verifications.
 254          */
 255         str = malloc(4096);
 256         fname = malloc(256+16);
 257         act = malloc(256+16);
 258
 259         reads = writes = 0;
 260         while ((p = fgets(str, 4096, f)) != NULL) {
 261                 struct io_piece *ipo;
 262                 int r;
 263
 264                 r = sscanf(p, "%256s %256s %llu %u", fname, act, &offset,
 265                                                                         &bytes);
 266                 if (r == 4) {
 267                         /*
 268                          * Check action first
 269                          */
 270                         if (!strcmp(act, "read"))
 271                                 rw = DDIR_READ;
 272                         else if (!strcmp(act, "write"))
 273                                 rw = DDIR_WRITE;
 274                         else if (!strcmp(act, "sync"))
 275                                 rw = DDIR_SYNC;
 276                         else if (!strcmp(act, "datasync"))
 277                                 rw = DDIR_DATASYNC;
 278                         else {
 279                                 log_err("fio: bad iolog file action: %s\n",
 280                                                                         act);
 281                                 continue;
 282                         }
 283                 } else if (r == 2) {
 284                         rw = DDIR_INVAL;
 285                         if (!strcmp(act, "add")) {
 286                                 td->o.nr_files++;
 287                                 fileno = add_file(td, fname);
 288                                 file_action = FIO_LOG_ADD_FILE;
 289                                 continue;
 290                         } else if (!strcmp(act, "open")) {
 291                                 fileno = get_fileno(td, fname);
 292                                 file_action = FIO_LOG_OPEN_FILE;
 293                         } else if (!strcmp(act, "close")) {
 294                                 fileno = get_fileno(td, fname);
 295                                 file_action = FIO_LOG_CLOSE_FILE;
 296                         } else {
 297                                 log_err("fio: bad iolog file action: %s\n",
 298                                                                         act);
 299                                 continue;
 300                         }
 301                 } else {
 302                         log_err("bad iolog2: %s", p);
 303                         continue;
 304                 }
 305
 306                 if (rw == DDIR_READ)
 307                         reads++;
 308                 else if (rw == DDIR_WRITE) {
 309                         /*
 310                          * Don't add a write for ro mode
 311                          */
 312                         if (read_only)
 313                                 continue;
 314                         writes++;
 315                 } else if (!ddir_sync(rw)) {
 316                         log_err("bad ddir: %d\n", rw);
 317                         continue;
 318                 }
 319
 320                 /*
 321                  * Make note of file
 322                  */
 323                 ipo = malloc(sizeof(*ipo));
 324                 memset(ipo, 0, sizeof(*ipo));
 325                 INIT_FLIST_HEAD(&ipo->list);
 326                 ipo->offset = offset;
 327                 ipo->len = bytes;
 328                 ipo->ddir = rw;
 329                 if (bytes > td->o.max_bs[rw])
 330                         td->o.max_bs[rw] = bytes;
 331                 if (rw == DDIR_INVAL) {
 332                         ipo->fileno = fileno;
 333                         ipo->file_action = file_action;
 334                 }
 335                 queue_io_piece(td, ipo);
 336         }
 337
 338         free(str);
 339         free(act);
 340         free(fname);
 341
 342         if (writes && read_only) {
 343                 log_err("fio: <%s> skips replay of %d writes due to"
 344                         " read-only\n", td->o.name, writes);
 345                 writes = 0;
 346         }
 347
 348         if (!reads && !writes)
 349                 return 1;
 350         else if (reads && !writes)
 351                 td->o.td_ddir = TD_DDIR_READ;
 352         else if (!reads && writes)
 353                 td->o.td_ddir = TD_DDIR_WRITE;
 354         else
 355                 td->o.td_ddir = TD_DDIR_RW;
 356
 357         return 0;
 358 }
 359
 360 /*
 361  * open iolog, check version, and call appropriate parser
 362  */
 363 static int init_iolog_read(struct thread_data *td)
 364 {
 365         char buffer[256], *p;
 366         FILE *f;
 367         int ret;
 368
 369         f = fopen(td->o.read_iolog_file, "r");
 370         if (!f) {
 371                 perror("fopen read iolog");
 372                 return 1;
 373         }
 374
 375         p = fgets(buffer, sizeof(buffer), f);
 376         if (!p) {
 377                 td_verror(td, errno, "iolog read");
 378                 log_err("fio: unable to read iolog\n");
 379                 return 1;
 380         }
 381
 382         /*
 383          * version 2 of the iolog stores a specific string as the
 384          * first line, check for that
 385          */
 386         if (!strncmp(iolog_ver2, buffer, strlen(iolog_ver2)))
 387                 ret = read_iolog2(td, f);
 388         else {
 389                 log_err("fio: iolog version 1 is no longer supported\n");
 390                 ret = 1;
 391         }
 392
 393         fclose(f);
 394         return ret;
 395 }
 396
 397 /*
 398  * Setup a log for storing io patterns.
 399  */
 400 static int init_iolog_write(struct thread_data *td)
 401 {
 402         struct fio_file *ff;
 403         FILE *f;
 404         unsigned int i;
 405
 406         f = fopen(td->o.write_iolog_file, "a");
 407         if (!f) {
 408                 perror("fopen write iolog");
 409                 return 1;
 410         }
 411
 412         /*
 413          * That's it for writing, setup a log buffer and we're done.
 414           */
 415         td->iolog_f = f;
 416         td->iolog_buf = malloc(8192);
 417         setvbuf(f, td->iolog_buf, _IOFBF, 8192);
 418
 419         /*
 420          * write our version line
 421          */
 422         if (fprintf(f, "%s\n", iolog_ver2) < 0) {
 423                 perror("iolog init\n");
 424                 return 1;
 425         }
 426
 427         /*
 428          * add all known files
 429          */
 430         for_each_file(td, ff, i)
 431                 log_file(td, ff, FIO_LOG_ADD_FILE);
 432
 433         return 0;
 434 }
 435
 436 int init_iolog(struct thread_data *td)
 437 {
 438         int ret = 0;
 439
 440         if (td->o.read_iolog_file) {
 441                 /*
 442                  * Check if it's a blktrace file and load that if possible.
 443                  * Otherwise assume it's a normal log file and load that.
 444                  */
 445                 if (is_blktrace(td->o.read_iolog_file))
 446                         ret = load_blktrace(td, td->o.read_iolog_file);
 447                 else
 448                         ret = init_iolog_read(td);
 449         } else if (td->o.write_iolog_file)
 450                 ret = init_iolog_write(td);
 451
 452         return ret;
 453 }
 454
 455 void setup_log(struct io_log **log)
 456 {
 457         struct io_log *l = malloc(sizeof(*l));
 458
 459         l->nr_samples = 0;
 460         l->max_samples = 1024;
 461         l->log = malloc(l->max_samples * sizeof(struct io_sample));
 462         *log = l;
 463 }
 464
 465 void __finish_log(struct io_log *log, const char *name)
 466 {
 467         unsigned int i;
 468         FILE *f;
 469
 470         f = fopen(name, "a");
 471         if (!f) {
 472                 perror("fopen log");
 473                 return;
 474         }
 475
 476         for (i = 0; i < log->nr_samples; i++) {
 477                 fprintf(f, "%lu, %lu, %u, %u\n", log->log[i].time,
 478                                                 log->log[i].val,
 479                                                 log->log[i].ddir,
 480                                                 log->log[i].bs);
 481         }
 482
 483         fclose(f);
 484         free(log->log);
 485         free(log);
 486 }
 487
 488 void finish_log_named(struct thread_data *td, struct io_log *log,
 489                        const char *prefix, const char *postfix)
 490 {
 491         char file_name[256], *p;
 492
 493         snprintf(file_name, 200, "%s_%s.log", prefix, postfix);
 494         p = basename(file_name);
 495         __finish_log(log, p);
 496 }
 497
 498 void finish_log(struct thread_data *td, struct io_log *log, const char *name)
 499 {
 500         finish_log_named(td, log, td->o.name, name);
 501 }