GUASI API change
[fio.git] / stat.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
12 /*
13  * Cheesy number->string conversion, complete with carry rounding error.
14  */
15 static char *num2str(unsigned long num, int maxlen, int base, int pow2)
16 {
17         char postfix[] = { ' ', 'K', 'M', 'G', 'P', 'E' };
18         unsigned int thousand;
19         char *buf;
20         int i;
21
22         if (pow2)
23                 thousand = 1024;
24         else
25                 thousand = 1000;
26
27         buf = malloc(128);
28
29         for (i = 0; base > 1; i++)
30                 base /= thousand;
31
32         do {
33                 int len, carry = 0;
34
35                 len = sprintf(buf, "%'lu", num);
36                 if (len <= maxlen) {
37                         if (i >= 1) {
38                                 buf[len] = postfix[i];
39                                 buf[len + 1] = '\0';
40                         }
41                         return buf;
42                 }
43
44                 if ((num % thousand) >= (thousand / 2))
45                         carry = 1;
46
47                 num /= thousand;
48                 num += carry;
49                 i++;
50         } while (i <= 5);
51
52         return buf;
53 }
54
55 void update_rusage_stat(struct thread_data *td)
56 {
57         struct thread_stat *ts = &td->ts;
58
59         getrusage(RUSAGE_SELF, &ts->ru_end);
60
61         ts->usr_time += mtime_since(&ts->ru_start.ru_utime, &ts->ru_end.ru_utime);
62         ts->sys_time += mtime_since(&ts->ru_start.ru_stime, &ts->ru_end.ru_stime);
63         ts->ctx += ts->ru_end.ru_nvcsw + ts->ru_end.ru_nivcsw - (ts->ru_start.ru_nvcsw + ts->ru_start.ru_nivcsw);
64         
65         memcpy(&ts->ru_start, &ts->ru_end, sizeof(ts->ru_end));
66 }
67
68 static int calc_lat(struct io_stat *is, unsigned long *min, unsigned long *max,
69                     double *mean, double *dev)
70 {
71         double n = is->samples;
72
73         if (is->samples == 0)
74                 return 0;
75
76         *min = is->min_val;
77         *max = is->max_val;
78
79         n = (double) is->samples;
80         *mean = is->mean;
81
82         if (n > 1.0)
83                 *dev = sqrt(is->S / (n - 1.0));
84         else
85                 *dev = -1.0;
86
87         return 1;
88 }
89
90 static void show_group_stats(struct group_run_stats *rs, int id)
91 {
92         char *p1, *p2, *p3, *p4;
93         const char *ddir_str[] = { "   READ", "  WRITE" };
94         int i;
95
96         log_info("\nRun status group %d (all jobs):\n", id);
97
98         for (i = 0; i <= DDIR_WRITE; i++) {
99                 if (!rs->max_run[i])
100                         continue;
101
102                 p1 = num2str(rs->io_kb[i], 6, 1000, 1);
103                 p2 = num2str(rs->agg[i], 6, 1000, 1);
104                 p3 = num2str(rs->min_bw[i], 6, 1000, 1);
105                 p4 = num2str(rs->max_bw[i], 6, 1000, 1);
106
107                 log_info("%s: io=%siB, aggrb=%siB/s, minb=%siB/s, maxb=%siB/s, mint=%llumsec, maxt=%llumsec\n", ddir_str[i], p1, p2, p3, p4, rs->min_run[i], rs->max_run[i]);
108
109                 free(p1);
110                 free(p2);
111                 free(p3);
112                 free(p4);
113         }
114 }
115
116 #define ts_total_io_u(ts)       \
117         ((ts)->total_io_u[0] + (ts)->total_io_u[1])
118
119 static void stat_calc_dist(struct thread_stat *ts, double *io_u_dist)
120 {
121         int i;
122
123         /*
124          * Do depth distribution calculations
125          */
126         for (i = 0; i < FIO_IO_U_MAP_NR; i++) {
127                 io_u_dist[i] = (double) ts->io_u_map[i] / (double) ts_total_io_u(ts);
128                 io_u_dist[i] *= 100.0;
129                 if (io_u_dist[i] < 0.1 && ts->io_u_map[i])
130                         io_u_dist[i] = 0.1;
131         }
132 }
133
134 static void stat_calc_lat(struct thread_stat *ts, double *io_u_lat)
135 {
136         int i;
137
138         /*
139          * Do latency distribution calculations
140          */
141         for (i = 0; i < FIO_IO_U_LAT_NR; i++) {
142                 io_u_lat[i] = (double) ts->io_u_lat[i] / (double) ts_total_io_u(ts);
143                 io_u_lat[i] *= 100.0;
144                 if (io_u_lat[i] < 0.01 && ts->io_u_lat[i])
145                         io_u_lat[i] = 0.01;
146         }
147 }
148
149 static void show_ddir_status(struct group_run_stats *rs, struct thread_stat *ts,
150                              int ddir)
151 {
152         const char *ddir_str[] = { "read ", "write" };
153         unsigned long min, max;
154         unsigned long long bw, iops;
155         double mean, dev;
156         char *io_p, *bw_p, *iops_p;
157
158         if (!ts->runtime[ddir])
159                 return;
160
161         bw = ts->io_bytes[ddir] / ts->runtime[ddir];
162         iops = (1000 * ts->total_io_u[ddir]) / ts->runtime[ddir];
163         io_p = num2str(ts->io_bytes[ddir] >> 10, 6, 1000, 1);
164         bw_p = num2str(bw, 6, 1000, 1);
165         iops_p = num2str(iops, 6, 1, 0);
166
167         log_info("  %s: io=%siB, bw=%siB/s, iops=%s, runt=%6lumsec\n", ddir_str[ddir], io_p, bw_p, iops_p, ts->runtime[ddir]);
168
169         free(io_p);
170         free(bw_p);
171         free(iops_p);
172
173         if (calc_lat(&ts->slat_stat[ddir], &min, &max, &mean, &dev))
174                 log_info("    slat (msec): min=%5lu, max=%5lu, avg=%5.02f, stdev=%5.02f\n", min, max, mean, dev);
175
176         if (calc_lat(&ts->clat_stat[ddir], &min, &max, &mean, &dev))
177                 log_info("    clat (msec): min=%5lu, max=%5lu, avg=%5.02f, stdev=%5.02f\n", min, max, mean, dev);
178
179         if (calc_lat(&ts->bw_stat[ddir], &min, &max, &mean, &dev)) {
180                 double p_of_agg;
181
182                 p_of_agg = mean * 100 / (double) rs->agg[ddir];
183                 log_info("    bw (KiB/s) : min=%5lu, max=%5lu, per=%3.2f%%, avg=%5.02f, stdev=%5.02f\n", min, max, p_of_agg, mean, dev);
184         }
185 }
186
187 static void show_thread_status(struct thread_stat *ts,
188                                struct group_run_stats *rs)
189 {
190         double usr_cpu, sys_cpu;
191         unsigned long runtime;
192         double io_u_dist[FIO_IO_U_MAP_NR];
193         double io_u_lat[FIO_IO_U_LAT_NR];
194
195         if (!(ts->io_bytes[0] + ts->io_bytes[1]))
196                 return;
197
198         if (!ts->error)
199                 log_info("%s: (groupid=%d, jobs=%d): err=%2d: pid=%d\n", ts->name, ts->groupid, ts->members, ts->error, ts->pid);
200         else
201                 log_info("%s: (groupid=%d, jobs=%d): err=%2d (%s): pid=%d\n", ts->name, ts->groupid, ts->members, ts->error, ts->verror, ts->pid);
202
203         if (ts->description)
204                 log_info("  Description  : [%s]\n", ts->description);
205
206         if (ts->io_bytes[DDIR_READ])
207                 show_ddir_status(rs, ts, DDIR_READ);
208         if (ts->io_bytes[DDIR_WRITE])
209                 show_ddir_status(rs, ts, DDIR_WRITE);
210
211         runtime = ts->total_run_time;
212         if (runtime) {
213                 double runt = (double) runtime;
214
215                 usr_cpu = (double) ts->usr_time * 100 / runt;
216                 sys_cpu = (double) ts->sys_time * 100 / runt;
217         } else {
218                 usr_cpu = 0;
219                 sys_cpu = 0;
220         }
221
222         log_info("  cpu          : usr=%3.2f%%, sys=%3.2f%%, ctx=%lu\n", usr_cpu, sys_cpu, ts->ctx);
223
224         stat_calc_dist(ts, io_u_dist);
225         stat_calc_lat(ts, io_u_lat);
226
227         log_info("  IO depths    : 1=%3.1f%%, 2=%3.1f%%, 4=%3.1f%%, 8=%3.1f%%, 16=%3.1f%%, 32=%3.1f%%, >=64=%3.1f%%\n", io_u_dist[0], io_u_dist[1], io_u_dist[2], io_u_dist[3], io_u_dist[4], io_u_dist[5], io_u_dist[6]);
228
229         log_info("     lat (msec): 2=%3.2f%%, 4=%3.2f%%, 10=%3.2f%%, 20=%3.2f%%, 50=%3.2f%%, 100=%3.2f%%\n", io_u_lat[0], io_u_lat[1], io_u_lat[2], io_u_lat[3], io_u_lat[4], io_u_lat[5]);
230         log_info("     lat (msec): 250=%3.2f%%, 500=%3.2f%%, 750=%3.2f%%, 1000=%3.2f%%, >=2000=%3.2f%%\n", io_u_lat[6], io_u_lat[7], io_u_lat[8], io_u_lat[9], io_u_lat[10]);
231 }
232
233 static void show_ddir_status_terse(struct thread_stat *ts,
234                                    struct group_run_stats *rs, int ddir)
235 {
236         unsigned long min, max;
237         unsigned long long bw;
238         double mean, dev;
239
240         bw = 0;
241         if (ts->runtime[ddir])
242                 bw = ts->io_bytes[ddir] / ts->runtime[ddir];
243
244         log_info(";%llu;%llu;%lu", ts->io_bytes[ddir] >> 10, bw, ts->runtime[ddir]);
245
246         if (calc_lat(&ts->slat_stat[ddir], &min, &max, &mean, &dev))
247                 log_info(";%lu;%lu;%f;%f", min, max, mean, dev);
248         else
249                 log_info(";%lu;%lu;%f;%f", 0UL, 0UL, 0.0, 0.0);
250
251         if (calc_lat(&ts->clat_stat[ddir], &min, &max, &mean, &dev))
252                 log_info(";%lu;%lu;%f;%f", min, max, mean, dev);
253         else
254                 log_info(";%lu;%lu;%f;%f", 0UL, 0UL, 0.0, 0.0);
255
256         if (calc_lat(&ts->bw_stat[ddir], &min, &max, &mean, &dev)) {
257                 double p_of_agg;
258
259                 p_of_agg = mean * 100 / (double) rs->agg[ddir];
260                 log_info(";%lu;%lu;%f%%;%f;%f", min, max, p_of_agg, mean, dev);
261         } else
262                 log_info(";%lu;%lu;%f%%;%f;%f", 0UL, 0UL, 0.0, 0.0, 0.0);
263 }
264
265
266 static void show_thread_status_terse(struct thread_stat *ts,
267                                      struct group_run_stats *rs)
268 {
269         double io_u_dist[FIO_IO_U_MAP_NR];
270         double io_u_lat[FIO_IO_U_LAT_NR];
271         double usr_cpu, sys_cpu;
272
273         log_info("%s;%d;%d", ts->name, ts->groupid, ts->error);
274
275         show_ddir_status_terse(ts, rs, 0);
276         show_ddir_status_terse(ts, rs, 1);
277
278         if (ts->total_run_time) {
279                 double runt = (double) ts->total_run_time;
280
281                 usr_cpu = (double) ts->usr_time * 100 / runt;
282                 sys_cpu = (double) ts->sys_time * 100 / runt;
283         } else {
284                 usr_cpu = 0;
285                 sys_cpu = 0;
286         }
287
288         log_info(";%f%%;%f%%;%lu", usr_cpu, sys_cpu, ts->ctx);
289
290         stat_calc_dist(ts, io_u_dist);
291         stat_calc_lat(ts, io_u_lat);
292
293         log_info(";%3.1f%%;%3.1f%%;%3.1f%%;%3.1f%%;%3.1f%%;%3.1f%%;%3.1f%%", io_u_dist[0], io_u_dist[1], io_u_dist[2], io_u_dist[3], io_u_dist[4], io_u_dist[5], io_u_dist[6]);
294
295         log_info(";%3.2f%%;%3.2f%%;%3.2f%%;%3.2f%%;%3.2f%%;%3.2f%%\n", io_u_lat[0], io_u_lat[1], io_u_lat[2], io_u_lat[3], io_u_lat[4], io_u_lat[5]);
296         log_info(";%3.2f%%;%3.2f%%;%3.2f%%;%3.2f%%;%3.2f%%", io_u_lat[6], io_u_lat[7], io_u_lat[8], io_u_lat[9], io_u_lat[10]);
297
298         if (ts->description)
299                 log_info(";%s", ts->description);
300
301         log_info("\n");
302 }
303
304 static void sum_stat(struct io_stat *dst, struct io_stat *src, int nr)
305 {
306         double mean, S;
307
308         dst->min_val = min(dst->min_val, src->min_val);
309         dst->max_val = max(dst->max_val, src->max_val);
310         dst->samples += src->samples;
311
312         /*
313          * Needs a new method for calculating stddev, we cannot just
314          * average them we do below for nr > 1
315          */
316         if (nr == 1) {
317                 mean = src->mean;
318                 S = src->S;
319         } else {
320                 mean = ((src->mean * (double) (nr - 1)) + dst->mean) / ((double) nr);
321                 S = ((src->S * (double) (nr - 1)) + dst->S) / ((double) nr);
322         }
323
324         dst->mean = mean;
325         dst->S = S;
326 }
327
328 void show_run_stats(void)
329 {
330         struct group_run_stats *runstats, *rs;
331         struct thread_data *td;
332         struct thread_stat *threadstats, *ts;
333         int i, j, k, l, nr_ts, last_ts, idx;
334
335         runstats = malloc(sizeof(struct group_run_stats) * (groupid + 1));
336
337         for (i = 0; i < groupid + 1; i++) {
338                 rs = &runstats[i];
339
340                 memset(rs, 0, sizeof(*rs));
341                 rs->min_bw[0] = rs->min_run[0] = ~0UL;
342                 rs->min_bw[1] = rs->min_run[1] = ~0UL;
343         }
344
345         /*
346          * find out how many threads stats we need. if group reporting isn't
347          * enabled, it's one-per-td.
348          */
349         nr_ts = 0;
350         last_ts = -1;
351         for_each_td(td, i) {
352                 if (!td->o.group_reporting) {
353                         nr_ts++;
354                         continue;
355                 }
356                 if (last_ts == td->groupid)
357                         continue;
358
359                 last_ts = td->groupid;
360                 nr_ts++;
361         }
362
363         threadstats = malloc(nr_ts * sizeof(struct thread_stat));
364
365         for (i = 0; i < nr_ts; i++) {
366                 ts = &threadstats[i];
367
368                 memset(ts, 0, sizeof(*ts));
369                 for (j = 0; j <= DDIR_WRITE; j++) {
370                         ts->clat_stat[j].min_val = -1UL;
371                         ts->slat_stat[j].min_val = -1UL;
372                         ts->bw_stat[j].min_val = -1UL;
373                 }
374                 ts->groupid = -1;
375         }
376
377         j = 0;
378         last_ts = -1;
379         idx = 0;
380         for_each_td(td, i) {
381                 if (idx && (!td->o.group_reporting ||
382                     (td->o.group_reporting && last_ts != td->groupid))) {
383                         idx = 0;
384                         j++;
385                 }
386
387                 last_ts = td->groupid;
388
389                 ts = &threadstats[j];
390
391                 idx++;
392                 ts->members++;
393
394                 if (ts->groupid == -1) {
395                         /*
396                          * These are per-group shared already
397                          */
398                         ts->name = td->o.name;
399                         ts->description = td->o.description;
400                         ts->groupid = td->groupid;
401
402                         /*
403                          * first pid in group, not very useful...
404                          */
405                         ts->pid = td->pid;
406                 }
407
408                 if (td->error && !ts->error) {
409                         ts->error = td->error;
410                         ts->verror = td->verror;
411                 }
412
413                 for (l = 0; l <= DDIR_WRITE; l++) {
414                         sum_stat(&ts->clat_stat[l], &td->ts.clat_stat[l], idx);
415                         sum_stat(&ts->slat_stat[l], &td->ts.slat_stat[l], idx);
416                         sum_stat(&ts->bw_stat[l], &td->ts.bw_stat[l], idx);
417
418                         ts->stat_io_bytes[l] += td->ts.stat_io_bytes[l];
419                         ts->io_bytes[l] += td->ts.io_bytes[l];
420
421                         if (ts->runtime[l] < td->ts.runtime[l])
422                                 ts->runtime[l] = td->ts.runtime[l];
423                 }
424
425                 ts->usr_time += td->ts.usr_time;
426                 ts->sys_time += td->ts.sys_time;
427                 ts->ctx += td->ts.ctx;
428
429                 for (k = 0; k < FIO_IO_U_MAP_NR; k++)
430                         ts->io_u_map[k] += td->ts.io_u_map[k];
431                 for (k = 0; k < FIO_IO_U_LAT_NR; k++)
432                         ts->io_u_lat[k] += td->ts.io_u_lat[k];
433
434                 for (k = 0; k <= DDIR_WRITE; k++)
435                         ts->total_io_u[k] += td->ts.total_io_u[k];
436
437                 ts->total_run_time += td->ts.total_run_time;
438         }
439
440         for (i = 0; i < nr_ts; i++) {
441                 unsigned long long bw;
442
443                 ts = &threadstats[i];
444                 rs = &runstats[ts->groupid];
445
446                 for (j = 0; j <= DDIR_WRITE; j++) {
447                         if (!ts->runtime[j])
448                                 continue;
449                         if (ts->runtime[j] < rs->min_run[j] || !rs->min_run[j])
450                                 rs->min_run[j] = ts->runtime[j];
451                         if (ts->runtime[j] > rs->max_run[j])
452                                 rs->max_run[j] = ts->runtime[j];
453
454                         bw = 0;
455                         if (ts->runtime[j])
456                                 bw = ts->io_bytes[j] / (unsigned long long) ts->runtime[j];
457                         if (bw < rs->min_bw[j])
458                                 rs->min_bw[j] = bw;
459                         if (bw > rs->max_bw[j])
460                                 rs->max_bw[j] = bw;
461
462                         rs->io_kb[j] += ts->io_bytes[j] >> 10;
463                 }
464         }
465
466         for (i = 0; i < groupid + 1; i++) {
467                 rs = &runstats[i];
468
469                 if (rs->max_run[0])
470                         rs->agg[0] = (rs->io_kb[0]*1024) / rs->max_run[0];
471                 if (rs->max_run[1])
472                         rs->agg[1] = (rs->io_kb[1]*1024) / rs->max_run[1];
473         }
474
475         /*
476          * don't overwrite last signal output
477          */
478         if (!terse_output)
479                 printf("\n");
480
481         for (i = 0; i < nr_ts; i++) {
482                 ts = &threadstats[i];
483                 rs = &runstats[ts->groupid];
484
485                 if (terse_output)
486                         show_thread_status_terse(ts, rs);
487                 else
488                         show_thread_status(ts, rs);
489         }
490
491         if (!terse_output) {
492                 for (i = 0; i < groupid + 1; i++)
493                         show_group_stats(&runstats[i], i);
494
495                 show_disk_util();
496         }
497
498         free(runstats);
499         free(threadstats);
500 }
501
502 static inline void add_stat_sample(struct io_stat *is, unsigned long data)
503 {
504         double val = data;
505         double delta;
506
507         if (data > is->max_val)
508                 is->max_val = data;
509         if (data < is->min_val)
510                 is->min_val = data;
511
512         delta = val - is->mean;
513         if (delta) {
514                 is->mean += delta / (is->samples + 1.0);
515                 is->S += delta * (val - is->mean);
516         }
517
518         is->samples++;
519 }
520
521 static void __add_log_sample(struct io_log *iolog, unsigned long val,
522                              enum fio_ddir ddir, unsigned long time)
523 {
524         if (iolog->nr_samples == iolog->max_samples) {
525                 int new_size = sizeof(struct io_sample) * iolog->max_samples*2;
526
527                 iolog->log = realloc(iolog->log, new_size);
528                 iolog->max_samples <<= 1;
529         }
530
531         iolog->log[iolog->nr_samples].val = val;
532         iolog->log[iolog->nr_samples].time = time;
533         iolog->log[iolog->nr_samples].ddir = ddir;
534         iolog->nr_samples++;
535 }
536
537 static void add_log_sample(struct thread_data *td, struct io_log *iolog,
538                            unsigned long val, enum fio_ddir ddir)
539 {
540         __add_log_sample(iolog, val, ddir, mtime_since_now(&td->epoch));
541 }
542
543 void add_agg_sample(unsigned long val, enum fio_ddir ddir)
544 {
545         struct io_log *iolog = agg_io_log[ddir];
546
547         __add_log_sample(iolog, val, ddir, mtime_since_genesis());
548 }
549
550 void add_clat_sample(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir,
551                      unsigned long msec)
552 {
553         struct thread_stat *ts = &td->ts;
554
555         add_stat_sample(&ts->clat_stat[ddir], msec);
556
557         if (ts->clat_log)
558                 add_log_sample(td, ts->clat_log, msec, ddir);
559 }
560
561 void add_slat_sample(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir,
562                      unsigned long msec)
563 {
564         struct thread_stat *ts = &td->ts;
565
566         add_stat_sample(&ts->slat_stat[ddir], msec);
567
568         if (ts->slat_log)
569                 add_log_sample(td, ts->slat_log, msec, ddir);
570 }
571
572 void add_bw_sample(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir,
573                    struct timeval *t)
574 {
575         struct thread_stat *ts = &td->ts;
576         unsigned long spent = mtime_since(&ts->stat_sample_time[ddir], t);
577         unsigned long rate;
578
579         if (spent < td->o.bw_avg_time)
580                 return;
581
582         rate = (td->this_io_bytes[ddir] - ts->stat_io_bytes[ddir]) / spent;
583         add_stat_sample(&ts->bw_stat[ddir], rate);
584
585         if (ts->bw_log)
586                 add_log_sample(td, ts->bw_log, rate, ddir);
587
588         fio_gettime(&ts->stat_sample_time[ddir], NULL);
589         ts->stat_io_bytes[ddir] = td->this_io_bytes[ddir];
590 }