a6659be42bd24747c4735e9777ed886ea3a69dfa
[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 #include "diskutil.h"
12 #include "lib/ieee754.h"
13
14 void update_rusage_stat(struct thread_data *td)
15 {
16         struct thread_stat *ts = &td->ts;
17
18         getrusage(RUSAGE_SELF, &td->ru_end);
19
20         ts->usr_time += mtime_since(&td->ru_start.ru_utime,
21                                         &td->ru_end.ru_utime);
22         ts->sys_time += mtime_since(&td->ru_start.ru_stime,
23                                         &td->ru_end.ru_stime);
24         ts->ctx += td->ru_end.ru_nvcsw + td->ru_end.ru_nivcsw
25                         - (td->ru_start.ru_nvcsw + td->ru_start.ru_nivcsw);
26         ts->minf += td->ru_end.ru_minflt - td->ru_start.ru_minflt;
27         ts->majf += td->ru_end.ru_majflt - td->ru_start.ru_majflt;
28
29         memcpy(&td->ru_start, &td->ru_end, sizeof(td->ru_end));
30 }
31
32 /*
33  * Given a latency, return the index of the corresponding bucket in
34  * the structure tracking percentiles.
35  *
36  * (1) find the group (and error bits) that the value (latency)
37  * belongs to by looking at its MSB. (2) find the bucket number in the
38  * group by looking at the index bits.
39  *
40  */
41 static unsigned int plat_val_to_idx(unsigned int val)
42 {
43         unsigned int msb, error_bits, base, offset, idx;
44
45         /* Find MSB starting from bit 0 */
46         if (val == 0)
47                 msb = 0;
48         else
49                 msb = (sizeof(val)*8) - __builtin_clz(val) - 1;
50
51         /*
52          * MSB <= (FIO_IO_U_PLAT_BITS-1), cannot be rounded off. Use
53          * all bits of the sample as index
54          */
55         if (msb <= FIO_IO_U_PLAT_BITS)
56                 return val;
57
58         /* Compute the number of error bits to discard*/
59         error_bits = msb - FIO_IO_U_PLAT_BITS;
60
61         /* Compute the number of buckets before the group */
62         base = (error_bits + 1) << FIO_IO_U_PLAT_BITS;
63
64         /*
65          * Discard the error bits and apply the mask to find the
66          * index for the buckets in the group
67          */
68         offset = (FIO_IO_U_PLAT_VAL - 1) & (val >> error_bits);
69
70         /* Make sure the index does not exceed (array size - 1) */
71         idx = (base + offset) < (FIO_IO_U_PLAT_NR - 1)?
72                 (base + offset) : (FIO_IO_U_PLAT_NR - 1);
73
74         return idx;
75 }
76
77 /*
78  * Convert the given index of the bucket array to the value
79  * represented by the bucket
80  */
81 static unsigned int plat_idx_to_val(unsigned int idx)
82 {
83         unsigned int error_bits, k, base;
84
85         assert(idx < FIO_IO_U_PLAT_NR);
86
87         /* MSB <= (FIO_IO_U_PLAT_BITS-1), cannot be rounded off. Use
88          * all bits of the sample as index */
89         if (idx < (FIO_IO_U_PLAT_VAL << 1) )
90                 return idx;
91
92         /* Find the group and compute the minimum value of that group */
93         error_bits = (idx >> FIO_IO_U_PLAT_BITS) -1;
94         base = 1 << (error_bits + FIO_IO_U_PLAT_BITS);
95
96         /* Find its bucket number of the group */
97         k = idx % FIO_IO_U_PLAT_VAL;
98
99         /* Return the mean of the range of the bucket */
100         return base + ((k + 0.5) * (1 << error_bits));
101 }
102
103 static int double_cmp(const void *a, const void *b)
104 {
105         const fio_fp64_t fa = *(const fio_fp64_t *) a;
106         const fio_fp64_t fb = *(const fio_fp64_t *) b;
107         int cmp = 0;
108
109         if (fa.u.f > fb.u.f)
110                 cmp = 1;
111         else if (fa.u.f < fb.u.f)
112                 cmp = -1;
113
114         return cmp;
115 }
116
117 static unsigned int calc_clat_percentiles(unsigned int *io_u_plat,
118                                           unsigned long nr, fio_fp64_t *plist,
119                                           unsigned int **output,
120                                           unsigned int *maxv,
121                                           unsigned int *minv)
122 {
123         unsigned long sum = 0;
124         unsigned int len, i, j = 0;
125         unsigned int oval_len = 0;
126         unsigned int *ovals = NULL;
127         int is_last;
128
129         *minv = -1U;
130         *maxv = 0;
131
132         len = 0;
133         while (len < FIO_IO_U_LIST_MAX_LEN && plist[len].u.f != 0.0)
134                 len++;
135
136         if (!len)
137                 return 0;
138
139         /*
140          * Sort the percentile list. Note that it may already be sorted if
141          * we are using the default values, but since it's a short list this
142          * isn't a worry. Also note that this does not work for NaN values.
143          */
144         if (len > 1)
145                 qsort((void*)plist, len, sizeof(plist[0]), double_cmp);
146
147         /*
148          * Calculate bucket values, note down max and min values
149          */
150         is_last = 0;
151         for (i = 0; i < FIO_IO_U_PLAT_NR && !is_last; i++) {
152                 sum += io_u_plat[i];
153                 while (sum >= (plist[j].u.f / 100.0 * nr)) {
154                         assert(plist[j].u.f <= 100.0);
155
156                         if (j == oval_len) {
157                                 oval_len += 100;
158                                 ovals = realloc(ovals, oval_len * sizeof(unsigned int));
159                         }
160
161                         ovals[j] = plat_idx_to_val(i);
162                         if (ovals[j] < *minv)
163                                 *minv = ovals[j];
164                         if (ovals[j] > *maxv)
165                                 *maxv = ovals[j];
166
167                         is_last = (j == len - 1);
168                         if (is_last)
169                                 break;
170
171                         j++;
172                 }
173         }
174
175         *output = ovals;
176         return len;
177 }
178
179 /*
180  * Find and display the p-th percentile of clat
181  */
182 static void show_clat_percentiles(unsigned int *io_u_plat, unsigned long nr,
183                                   fio_fp64_t *plist)
184 {
185         unsigned int len, j = 0, minv, maxv;
186         unsigned int *ovals;
187         int is_last, scale_down;
188
189         len = calc_clat_percentiles(io_u_plat, nr, plist, &ovals, &maxv, &minv);
190         if (!len)
191                 goto out;
192
193         /*
194          * We default to usecs, but if the value range is such that we
195          * should scale down to msecs, do that.
196          */
197         if (minv > 2000 && maxv > 99999) {
198                 scale_down = 1;
199                 log_info("    clat percentiles (msec):\n     |");
200         } else {
201                 scale_down = 0;
202                 log_info("    clat percentiles (usec):\n     |");
203         }
204
205         for (j = 0; j < len; j++) {
206                 char fbuf[8];
207
208                 /* for formatting */
209                 if (j != 0 && (j % 4) == 0)
210                         log_info("     |");
211
212                 /* end of the list */
213                 is_last = (j == len - 1);
214
215                 if (plist[j].u.f < 10.0)
216                         sprintf(fbuf, " %2.2f", plist[j].u.f);
217                 else
218                         sprintf(fbuf, "%2.2f", plist[j].u.f);
219
220                 if (scale_down)
221                         ovals[j] = (ovals[j] + 999) / 1000;
222
223                 log_info(" %sth=[%5u]%c", fbuf, ovals[j], is_last ? '\n' : ',');
224
225                 if (is_last)
226                         break;
227
228                 if (j % 4 == 3) /* for formatting */
229                         log_info("\n");
230         }
231
232 out:
233         if (ovals)
234                 free(ovals);
235 }
236
237 int calc_lat(struct io_stat *is, unsigned long *min, unsigned long *max,
238              double *mean, double *dev)
239 {
240         double n = is->samples;
241
242         if (is->samples == 0)
243                 return 0;
244
245         *min = is->min_val;
246         *max = is->max_val;
247
248         n = (double) is->samples;
249         *mean = is->mean.u.f;
250
251         if (n > 1.0)
252                 *dev = sqrt(is->S.u.f / (n - 1.0));
253         else
254                 *dev = 0;
255
256         return 1;
257 }
258
259 void show_group_stats(struct group_run_stats *rs)
260 {
261         char *p1, *p2, *p3, *p4;
262         const char *ddir_str[] = { "   READ", "  WRITE" };
263         int i;
264
265         log_info("\nRun status group %d (all jobs):\n", rs->groupid);
266
267         for (i = 0; i <= DDIR_WRITE; i++) {
268                 const int i2p = is_power_of_2(rs->kb_base);
269
270                 if (!rs->max_run[i])
271                         continue;
272
273                 p1 = num2str(rs->io_kb[i], 6, rs->kb_base, i2p);
274                 p2 = num2str(rs->agg[i], 6, rs->kb_base, i2p);
275                 p3 = num2str(rs->min_bw[i], 6, rs->kb_base, i2p);
276                 p4 = num2str(rs->max_bw[i], 6, rs->kb_base, i2p);
277
278                 log_info("%s: io=%sB, aggrb=%sB/s, minb=%sB/s, maxb=%sB/s,"
279                          " mint=%llumsec, maxt=%llumsec\n", ddir_str[i], p1, p2,
280                                                 p3, p4, rs->min_run[i],
281                                                 rs->max_run[i]);
282
283                 free(p1);
284                 free(p2);
285                 free(p3);
286                 free(p4);
287         }
288 }
289
290 #define ts_total_io_u(ts)       \
291         ((ts)->total_io_u[0] + (ts)->total_io_u[1])
292
293 static void stat_calc_dist(unsigned int *map, unsigned long total,
294                            double *io_u_dist)
295 {
296         int i;
297
298         /*
299          * Do depth distribution calculations
300          */
301         for (i = 0; i < FIO_IO_U_MAP_NR; i++) {
302                 if (total) {
303                         io_u_dist[i] = (double) map[i] / (double) total;
304                         io_u_dist[i] *= 100.0;
305                         if (io_u_dist[i] < 0.1 && map[i])
306                                 io_u_dist[i] = 0.1;
307                 } else
308                         io_u_dist[i] = 0.0;
309         }
310 }
311
312 static void stat_calc_lat(struct thread_stat *ts, double *dst,
313                           unsigned int *src, int nr)
314 {
315         unsigned long total = ts_total_io_u(ts);
316         int i;
317
318         /*
319          * Do latency distribution calculations
320          */
321         for (i = 0; i < nr; i++) {
322                 if (total) {
323                         dst[i] = (double) src[i] / (double) total;
324                         dst[i] *= 100.0;
325                         if (dst[i] < 0.01 && src[i])
326                                 dst[i] = 0.01;
327                 } else
328                         dst[i] = 0.0;
329         }
330 }
331
332 static void stat_calc_lat_u(struct thread_stat *ts, double *io_u_lat)
333 {
334         stat_calc_lat(ts, io_u_lat, ts->io_u_lat_u, FIO_IO_U_LAT_U_NR);
335 }
336
337 static void stat_calc_lat_m(struct thread_stat *ts, double *io_u_lat)
338 {
339         stat_calc_lat(ts, io_u_lat, ts->io_u_lat_m, FIO_IO_U_LAT_M_NR);
340 }
341
342 static void display_lat(const char *name, unsigned long min, unsigned long max,
343                         double mean, double dev)
344 {
345         const char *base = "(usec)";
346         char *minp, *maxp;
347
348         if (!usec_to_msec(&min, &max, &mean, &dev))
349                 base = "(msec)";
350
351         minp = num2str(min, 6, 1, 0);
352         maxp = num2str(max, 6, 1, 0);
353
354         log_info("    %s %s: min=%s, max=%s, avg=%5.02f,"
355                  " stdev=%5.02f\n", name, base, minp, maxp, mean, dev);
356
357         free(minp);
358         free(maxp);
359 }
360
361 static void show_ddir_status(struct group_run_stats *rs, struct thread_stat *ts,
362                              int ddir)
363 {
364         const char *ddir_str[] = { "read ", "write" };
365         unsigned long min, max, runt;
366         unsigned long long bw, iops;
367         double mean, dev;
368         char *io_p, *bw_p, *iops_p;
369         int i2p;
370
371         assert(ddir_rw(ddir));
372
373         if (!ts->runtime[ddir])
374                 return;
375
376         i2p = is_power_of_2(rs->kb_base);
377         runt = ts->runtime[ddir];
378
379         bw = (1000 * ts->io_bytes[ddir]) / runt;
380         io_p = num2str(ts->io_bytes[ddir], 6, 1, i2p);
381         bw_p = num2str(bw, 6, 1, i2p);
382
383         iops = (1000 * (uint64_t)ts->total_io_u[ddir]) / runt;
384         iops_p = num2str(iops, 6, 1, 0);
385
386         log_info("  %s: io=%sB, bw=%sB/s, iops=%s, runt=%6llumsec\n",
387                                         ddir_str[ddir], io_p, bw_p, iops_p,
388                                         ts->runtime[ddir]);
389
390         free(io_p);
391         free(bw_p);
392         free(iops_p);
393
394         if (calc_lat(&ts->slat_stat[ddir], &min, &max, &mean, &dev))
395                 display_lat("slat", min, max, mean, dev);
396         if (calc_lat(&ts->clat_stat[ddir], &min, &max, &mean, &dev))
397                 display_lat("clat", min, max, mean, dev);
398         if (calc_lat(&ts->lat_stat[ddir], &min, &max, &mean, &dev))
399                 display_lat(" lat", min, max, mean, dev);
400
401         if (ts->clat_percentiles) {
402                 show_clat_percentiles(ts->io_u_plat[ddir],
403                                         ts->clat_stat[ddir].samples,
404                                         ts->percentile_list);
405         }
406         if (calc_lat(&ts->bw_stat[ddir], &min, &max, &mean, &dev)) {
407                 double p_of_agg = 100.0;
408                 const char *bw_str = "KB";
409
410                 if (rs->agg[ddir]) {
411                         p_of_agg = mean * 100 / (double) rs->agg[ddir];
412                         if (p_of_agg > 100.0)
413                                 p_of_agg = 100.0;
414                 }
415
416                 if (mean > 999999.9) {
417                         min /= 1000.0;
418                         max /= 1000.0;
419                         mean /= 1000.0;
420                         dev /= 1000.0;
421                         bw_str = "MB";
422                 }
423
424                 log_info("    bw (%s/s)  : min=%5lu, max=%5lu, per=%3.2f%%,"
425                          " avg=%5.02f, stdev=%5.02f\n", bw_str, min, max,
426                                                         p_of_agg, mean, dev);
427         }
428 }
429
430 static int show_lat(double *io_u_lat, int nr, const char **ranges,
431                     const char *msg)
432 {
433         int new_line = 1, i, line = 0, shown = 0;
434
435         for (i = 0; i < nr; i++) {
436                 if (io_u_lat[i] <= 0.0)
437                         continue;
438                 shown = 1;
439                 if (new_line) {
440                         if (line)
441                                 log_info("\n");
442                         log_info("    lat (%s) : ", msg);
443                         new_line = 0;
444                         line = 0;
445                 }
446                 if (line)
447                         log_info(", ");
448                 log_info("%s%3.2f%%", ranges[i], io_u_lat[i]);
449                 line++;
450                 if (line == 5)
451                         new_line = 1;
452         }
453
454         if (shown)
455                 log_info("\n");
456
457         return shown;
458 }
459
460 static void show_lat_u(double *io_u_lat_u)
461 {
462         const char *ranges[] = { "2=", "4=", "10=", "20=", "50=", "100=",
463                                  "250=", "500=", "750=", "1000=", };
464
465         show_lat(io_u_lat_u, FIO_IO_U_LAT_U_NR, ranges, "usec");
466 }
467
468 static void show_lat_m(double *io_u_lat_m)
469 {
470         const char *ranges[] = { "2=", "4=", "10=", "20=", "50=", "100=",
471                                  "250=", "500=", "750=", "1000=", "2000=",
472                                  ">=2000=", };
473
474         show_lat(io_u_lat_m, FIO_IO_U_LAT_M_NR, ranges, "msec");
475 }
476
477 static void show_latencies(struct thread_stat *ts, double *io_u_lat_u,
478                            double *io_u_lat_m)
479 {
480         stat_calc_lat_u(ts, io_u_lat_u);
481         stat_calc_lat_m(ts, io_u_lat_m);
482
483         show_lat_u(io_u_lat_u);
484         show_lat_m(io_u_lat_m);
485 }
486
487 void show_thread_status(struct thread_stat *ts, struct group_run_stats *rs)
488 {
489         double usr_cpu, sys_cpu;
490         unsigned long runtime;
491         double io_u_dist[FIO_IO_U_MAP_NR];
492         double io_u_lat_u[FIO_IO_U_LAT_U_NR];
493         double io_u_lat_m[FIO_IO_U_LAT_M_NR];
494
495         if (!(ts->io_bytes[0] + ts->io_bytes[1]) &&
496             !(ts->total_io_u[0] + ts->total_io_u[1]))
497                 return;
498
499         if (!ts->error) {
500                 log_info("%s: (groupid=%d, jobs=%d): err=%2d: pid=%d\n",
501                                         ts->name, ts->groupid, ts->members,
502                                         ts->error, (int) ts->pid);
503         } else {
504                 log_info("%s: (groupid=%d, jobs=%d): err=%2d (%s): pid=%d\n",
505                                         ts->name, ts->groupid, ts->members,
506                                         ts->error, ts->verror, (int) ts->pid);
507         }
508
509         if (strlen(ts->description))
510                 log_info("  Description  : [%s]\n", ts->description);
511
512         if (ts->io_bytes[DDIR_READ])
513                 show_ddir_status(rs, ts, DDIR_READ);
514         if (ts->io_bytes[DDIR_WRITE])
515                 show_ddir_status(rs, ts, DDIR_WRITE);
516
517         show_latencies(ts, io_u_lat_u, io_u_lat_m);
518
519         runtime = ts->total_run_time;
520         if (runtime) {
521                 double runt = (double) runtime;
522
523                 usr_cpu = (double) ts->usr_time * 100 / runt;
524                 sys_cpu = (double) ts->sys_time * 100 / runt;
525         } else {
526                 usr_cpu = 0;
527                 sys_cpu = 0;
528         }
529
530         log_info("  cpu          : usr=%3.2f%%, sys=%3.2f%%, ctx=%lu, majf=%lu,"
531                  " minf=%lu\n", usr_cpu, sys_cpu, ts->ctx, ts->majf, ts->minf);
532
533         stat_calc_dist(ts->io_u_map, ts_total_io_u(ts), io_u_dist);
534         log_info("  IO depths    : 1=%3.1f%%, 2=%3.1f%%, 4=%3.1f%%, 8=%3.1f%%,"
535                  " 16=%3.1f%%, 32=%3.1f%%, >=64=%3.1f%%\n", io_u_dist[0],
536                                         io_u_dist[1], io_u_dist[2],
537                                         io_u_dist[3], io_u_dist[4],
538                                         io_u_dist[5], io_u_dist[6]);
539
540         stat_calc_dist(ts->io_u_submit, ts->total_submit, io_u_dist);
541         log_info("     submit    : 0=%3.1f%%, 4=%3.1f%%, 8=%3.1f%%, 16=%3.1f%%,"
542                  " 32=%3.1f%%, 64=%3.1f%%, >=64=%3.1f%%\n", io_u_dist[0],
543                                         io_u_dist[1], io_u_dist[2],
544                                         io_u_dist[3], io_u_dist[4],
545                                         io_u_dist[5], io_u_dist[6]);
546         stat_calc_dist(ts->io_u_complete, ts->total_complete, io_u_dist);
547         log_info("     complete  : 0=%3.1f%%, 4=%3.1f%%, 8=%3.1f%%, 16=%3.1f%%,"
548                  " 32=%3.1f%%, 64=%3.1f%%, >=64=%3.1f%%\n", io_u_dist[0],
549                                         io_u_dist[1], io_u_dist[2],
550                                         io_u_dist[3], io_u_dist[4],
551                                         io_u_dist[5], io_u_dist[6]);
552         log_info("     issued    : total=r=%lu/w=%lu/d=%lu,"
553                                  " short=r=%lu/w=%lu/d=%lu\n",
554                                         ts->total_io_u[0], ts->total_io_u[1],
555                                         ts->total_io_u[2],
556                                         ts->short_io_u[0], ts->short_io_u[1],
557                                         ts->short_io_u[2]);
558         if (ts->continue_on_error) {
559                 log_info("     errors    : total=%lu, first_error=%d/<%s>\n",
560                                         ts->total_err_count,
561                                         ts->first_error,
562                                         strerror(ts->first_error));
563         }
564 }
565
566 static void show_ddir_status_terse(struct thread_stat *ts,
567                                    struct group_run_stats *rs, int ddir)
568 {
569         unsigned long min, max;
570         unsigned long long bw, iops;
571         unsigned int *ovals = NULL;
572         double mean, dev;
573         unsigned int len, minv, maxv;
574         int i;
575
576         assert(ddir_rw(ddir));
577
578         iops = bw = 0;
579         if (ts->runtime[ddir]) {
580                 uint64_t runt = ts->runtime[ddir];
581
582                 bw = ts->io_bytes[ddir] / runt;
583                 iops = (1000 * (uint64_t) ts->total_io_u[ddir]) / runt;
584         }
585
586         log_info(";%llu;%llu;%llu;%llu", ts->io_bytes[ddir] >> 10, bw, iops,
587                                                         ts->runtime[ddir]);
588
589         if (calc_lat(&ts->slat_stat[ddir], &min, &max, &mean, &dev))
590                 log_info(";%lu;%lu;%f;%f", min, max, mean, dev);
591         else
592                 log_info(";%lu;%lu;%f;%f", 0UL, 0UL, 0.0, 0.0);
593
594         if (calc_lat(&ts->clat_stat[ddir], &min, &max, &mean, &dev))
595                 log_info(";%lu;%lu;%f;%f", min, max, mean, dev);
596         else
597                 log_info(";%lu;%lu;%f;%f", 0UL, 0UL, 0.0, 0.0);
598
599         if (ts->clat_percentiles) {
600                 len = calc_clat_percentiles(ts->io_u_plat[ddir],
601                                         ts->clat_stat[ddir].samples,
602                                         ts->percentile_list, &ovals, &maxv,
603                                         &minv);
604         } else
605                 len = 0;
606
607         for (i = 0; i < FIO_IO_U_LIST_MAX_LEN; i++) {
608                 if (i >= len) {
609                         log_info(";0%%=0");
610                         continue;
611                 }
612                 log_info(";%2.2f%%=%u", ts->percentile_list[i].u.f, ovals[i]);
613         }
614
615         if (calc_lat(&ts->lat_stat[ddir], &min, &max, &mean, &dev))
616                 log_info(";%lu;%lu;%f;%f", min, max, mean, dev);
617         else
618                 log_info(";%lu;%lu;%f;%f", 0UL, 0UL, 0.0, 0.0);
619
620         if (ovals)
621                 free(ovals);
622
623         if (calc_lat(&ts->bw_stat[ddir], &min, &max, &mean, &dev)) {
624                 double p_of_agg = 100.0;
625
626                 if (rs->agg[ddir]) {
627                         p_of_agg = mean * 100 / (double) rs->agg[ddir];
628                         if (p_of_agg > 100.0)
629                                 p_of_agg = 100.0;
630                 }
631
632                 log_info(";%lu;%lu;%f%%;%f;%f", min, max, p_of_agg, mean, dev);
633         } else
634                 log_info(";%lu;%lu;%f%%;%f;%f", 0UL, 0UL, 0.0, 0.0, 0.0);
635 }
636
637 static void show_thread_status_terse_v2(struct thread_stat *ts,
638                                         struct group_run_stats *rs)
639 {
640         double io_u_dist[FIO_IO_U_MAP_NR];
641         double io_u_lat_u[FIO_IO_U_LAT_U_NR];
642         double io_u_lat_m[FIO_IO_U_LAT_M_NR];
643         double usr_cpu, sys_cpu;
644         int i;
645
646         /* General Info */
647         log_info("2;%s;%d;%d", ts->name, ts->groupid, ts->error);
648         /* Log Read Status */
649         show_ddir_status_terse(ts, rs, 0);
650         /* Log Write Status */
651         show_ddir_status_terse(ts, rs, 1);
652
653         /* CPU Usage */
654         if (ts->total_run_time) {
655                 double runt = (double) ts->total_run_time;
656
657                 usr_cpu = (double) ts->usr_time * 100 / runt;
658                 sys_cpu = (double) ts->sys_time * 100 / runt;
659         } else {
660                 usr_cpu = 0;
661                 sys_cpu = 0;
662         }
663
664         log_info(";%f%%;%f%%;%lu;%lu;%lu", usr_cpu, sys_cpu, ts->ctx, ts->majf,
665                                                                 ts->minf);
666
667         /* Calc % distribution of IO depths, usecond, msecond latency */
668         stat_calc_dist(ts->io_u_map, ts_total_io_u(ts), io_u_dist);
669         stat_calc_lat_u(ts, io_u_lat_u);
670         stat_calc_lat_m(ts, io_u_lat_m);
671
672         /* Only show fixed 7 I/O depth levels*/
673         log_info(";%3.1f%%;%3.1f%%;%3.1f%%;%3.1f%%;%3.1f%%;%3.1f%%;%3.1f%%",
674                         io_u_dist[0], io_u_dist[1], io_u_dist[2], io_u_dist[3],
675                         io_u_dist[4], io_u_dist[5], io_u_dist[6]);
676
677         /* Microsecond latency */
678         for (i = 0; i < FIO_IO_U_LAT_U_NR; i++)
679                 log_info(";%3.2f%%", io_u_lat_u[i]);
680         /* Millisecond latency */
681         for (i = 0; i < FIO_IO_U_LAT_M_NR; i++)
682                 log_info(";%3.2f%%", io_u_lat_m[i]);
683         /* Additional output if continue_on_error set - default off*/
684         if (ts->continue_on_error)
685                 log_info(";%lu;%d", ts->total_err_count, ts->first_error);
686         log_info("\n");
687
688         /* Additional output if description is set */
689         if (ts->description)
690                 log_info(";%s", ts->description);
691
692         log_info("\n");
693 }
694
695 #define FIO_TERSE_VERSION       "3"
696
697 static void show_thread_status_terse_v3(struct thread_stat *ts,
698                                         struct group_run_stats *rs)
699 {
700         double io_u_dist[FIO_IO_U_MAP_NR];
701         double io_u_lat_u[FIO_IO_U_LAT_U_NR];
702         double io_u_lat_m[FIO_IO_U_LAT_M_NR];
703         double usr_cpu, sys_cpu;
704         int i;
705
706         /* General Info */
707         log_info("%s;%s;%s;%d;%d", FIO_TERSE_VERSION, fio_version_string,
708                                         ts->name, ts->groupid, ts->error);
709         /* Log Read Status */
710         show_ddir_status_terse(ts, rs, 0);
711         /* Log Write Status */
712         show_ddir_status_terse(ts, rs, 1);
713
714         /* CPU Usage */
715         if (ts->total_run_time) {
716                 double runt = (double) ts->total_run_time;
717
718                 usr_cpu = (double) ts->usr_time * 100 / runt;
719                 sys_cpu = (double) ts->sys_time * 100 / runt;
720         } else {
721                 usr_cpu = 0;
722                 sys_cpu = 0;
723         }
724
725         log_info(";%f%%;%f%%;%lu;%lu;%lu", usr_cpu, sys_cpu, ts->ctx, ts->majf,
726                                                                 ts->minf);
727
728         /* Calc % distribution of IO depths, usecond, msecond latency */
729         stat_calc_dist(ts->io_u_map, ts_total_io_u(ts), io_u_dist);
730         stat_calc_lat_u(ts, io_u_lat_u);
731         stat_calc_lat_m(ts, io_u_lat_m);
732
733         /* Only show fixed 7 I/O depth levels*/
734         log_info(";%3.1f%%;%3.1f%%;%3.1f%%;%3.1f%%;%3.1f%%;%3.1f%%;%3.1f%%",
735                         io_u_dist[0], io_u_dist[1], io_u_dist[2], io_u_dist[3],
736                         io_u_dist[4], io_u_dist[5], io_u_dist[6]);
737
738         /* Microsecond latency */
739         for (i = 0; i < FIO_IO_U_LAT_U_NR; i++)
740                 log_info(";%3.2f%%", io_u_lat_u[i]);
741         /* Millisecond latency */
742         for (i = 0; i < FIO_IO_U_LAT_M_NR; i++)
743                 log_info(";%3.2f%%", io_u_lat_m[i]);
744
745         /* disk util stats, if any */
746         show_disk_util(1);
747
748         /* Additional output if continue_on_error set - default off*/
749         if (ts->continue_on_error)
750                 log_info(";%lu;%d", ts->total_err_count, ts->first_error);
751         log_info("\n");
752
753         /* Additional output if description is set */
754         if (strlen(ts->description))
755                 log_info(";%s", ts->description);
756 }
757
758 static void show_thread_status_terse(struct thread_stat *ts,
759                                      struct group_run_stats *rs)
760 {
761         if (terse_version == 2)
762                 show_thread_status_terse_v2(ts, rs);
763         else if (terse_version == 3)
764                 show_thread_status_terse_v3(ts, rs);
765         else
766                 log_err("fio: bad terse version!? %d\n", terse_version);
767 }
768
769 static void sum_stat(struct io_stat *dst, struct io_stat *src, int nr)
770 {
771         double mean, S;
772
773         if (src->samples == 0)
774                 return;
775
776         dst->min_val = min(dst->min_val, src->min_val);
777         dst->max_val = max(dst->max_val, src->max_val);
778
779         /*
780          * Compute new mean and S after the merge
781          * <http://en.wikipedia.org/wiki/Algorithms_for_calculating_variance
782          *  #Parallel_algorithm>
783          */
784         if (nr == 1) {
785                 mean = src->mean.u.f;
786                 S = src->S.u.f;
787         } else {
788                 double delta = src->mean.u.f - dst->mean.u.f;
789
790                 mean = ((src->mean.u.f * src->samples) +
791                         (dst->mean.u.f * dst->samples)) /
792                         (dst->samples + src->samples);
793
794                 S =  src->S.u.f + dst->S.u.f + pow(delta, 2.0) *
795                         (dst->samples * src->samples) /
796                         (dst->samples + src->samples);
797         }
798
799         dst->samples += src->samples;
800         dst->mean.u.f = mean;
801         dst->S.u.f = S;
802 }
803
804 void sum_group_stats(struct group_run_stats *dst, struct group_run_stats *src)
805 {
806         int i;
807
808         for (i = 0; i < 2; i++) {
809                 if (dst->max_run[i] < src->max_run[i])
810                         dst->max_run[i] = src->max_run[i];
811                 if (dst->min_run[i] && dst->min_run[i] > src->min_run[i])
812                         dst->min_run[i] = src->min_run[i];
813                 if (dst->max_bw[i] < src->max_bw[i])
814                         dst->max_bw[i] = src->max_bw[i];
815                 if (dst->min_bw[i] && dst->min_bw[i] > src->min_bw[i])
816                         dst->min_bw[i] = src->min_bw[i];
817
818                 dst->io_kb[i] += src->io_kb[i];
819                 dst->agg[i] += src->agg[i];
820         }
821
822 }
823
824 void sum_thread_stats(struct thread_stat *dst, struct thread_stat *src, int nr)
825 {
826         int l, k;
827
828         for (l = 0; l <= DDIR_WRITE; l++) {
829                 sum_stat(&dst->clat_stat[l], &src->clat_stat[l], nr);
830                 sum_stat(&dst->slat_stat[l], &src->slat_stat[l], nr);
831                 sum_stat(&dst->lat_stat[l], &src->lat_stat[l], nr);
832                 sum_stat(&dst->bw_stat[l], &src->bw_stat[l], nr);
833
834                 dst->io_bytes[l] += src->io_bytes[l];
835
836                 if (dst->runtime[l] < src->runtime[l])
837                         dst->runtime[l] = src->runtime[l];
838         }
839
840         dst->usr_time += src->usr_time;
841         dst->sys_time += src->sys_time;
842         dst->ctx += src->ctx;
843         dst->majf += src->majf;
844         dst->minf += src->minf;
845
846         for (k = 0; k < FIO_IO_U_MAP_NR; k++)
847                 dst->io_u_map[k] += src->io_u_map[k];
848         for (k = 0; k < FIO_IO_U_MAP_NR; k++)
849                 dst->io_u_submit[k] += src->io_u_submit[k];
850         for (k = 0; k < FIO_IO_U_MAP_NR; k++)
851                 dst->io_u_complete[k] += src->io_u_complete[k];
852         for (k = 0; k < FIO_IO_U_LAT_U_NR; k++)
853                 dst->io_u_lat_u[k] += src->io_u_lat_u[k];
854         for (k = 0; k < FIO_IO_U_LAT_M_NR; k++)
855                 dst->io_u_lat_m[k] += src->io_u_lat_m[k];
856
857         for (k = 0; k <= 2; k++) {
858                 dst->total_io_u[k] += src->total_io_u[k];
859                 dst->short_io_u[k] += src->short_io_u[k];
860         }
861
862         for (k = 0; k <= DDIR_WRITE; k++) {
863                 int m;
864                 for (m = 0; m < FIO_IO_U_PLAT_NR; m++)
865                         dst->io_u_plat[k][m] += src->io_u_plat[k][m];
866         }
867
868         dst->total_run_time += src->total_run_time;
869         dst->total_submit += src->total_submit;
870         dst->total_complete += src->total_complete;
871 }
872
873 void init_group_run_stat(struct group_run_stats *gs)
874 {
875         memset(gs, 0, sizeof(*gs));
876         gs->min_bw[0] = gs->min_run[0] = ~0UL;
877         gs->min_bw[1] = gs->min_run[1] = ~0UL;
878 }
879
880 void init_thread_stat(struct thread_stat *ts)
881 {
882         int j;
883
884         memset(ts, 0, sizeof(*ts));
885
886         for (j = 0; j <= DDIR_WRITE; j++) {
887                 ts->lat_stat[j].min_val = -1UL;
888                 ts->clat_stat[j].min_val = -1UL;
889                 ts->slat_stat[j].min_val = -1UL;
890                 ts->bw_stat[j].min_val = -1UL;
891         }
892         ts->groupid = -1;
893 }
894
895 void show_run_stats(void)
896 {
897         struct group_run_stats *runstats, *rs;
898         struct thread_data *td;
899         struct thread_stat *threadstats, *ts;
900         int i, j, nr_ts, last_ts, idx;
901         int kb_base_warned = 0;
902
903         runstats = malloc(sizeof(struct group_run_stats) * (groupid + 1));
904
905         for (i = 0; i < groupid + 1; i++)
906                 init_group_run_stat(&runstats[i]);
907
908         /*
909          * find out how many threads stats we need. if group reporting isn't
910          * enabled, it's one-per-td.
911          */
912         nr_ts = 0;
913         last_ts = -1;
914         for_each_td(td, i) {
915                 if (!td->o.group_reporting) {
916                         nr_ts++;
917                         continue;
918                 }
919                 if (last_ts == td->groupid)
920                         continue;
921
922                 last_ts = td->groupid;
923                 nr_ts++;
924         }
925
926         threadstats = malloc(nr_ts * sizeof(struct thread_stat));
927
928         for (i = 0; i < nr_ts; i++)
929                 init_thread_stat(&threadstats[i]);
930
931         j = 0;
932         last_ts = -1;
933         idx = 0;
934         for_each_td(td, i) {
935                 if (idx && (!td->o.group_reporting ||
936                     (td->o.group_reporting && last_ts != td->groupid))) {
937                         idx = 0;
938                         j++;
939                 }
940
941                 last_ts = td->groupid;
942
943                 ts = &threadstats[j];
944
945                 ts->clat_percentiles = td->o.clat_percentiles;
946                 if (td->o.overwrite_plist)
947                         memcpy(ts->percentile_list, td->o.percentile_list, sizeof(td->o.percentile_list));
948                 else
949                         memcpy(ts->percentile_list, def_percentile_list, sizeof(def_percentile_list));
950
951                 idx++;
952                 ts->members++;
953
954                 if (ts->groupid == -1) {
955                         /*
956                          * These are per-group shared already
957                          */
958                         strncpy(ts->name, td->o.name, FIO_JOBNAME_SIZE);
959                         if (td->o.description)
960                                 strncpy(ts->description, td->o.description,
961                                                 FIO_JOBNAME_SIZE);
962                         else
963                                 memset(ts->description, 0, FIO_JOBNAME_SIZE);
964
965                         ts->groupid = td->groupid;
966
967                         /*
968                          * first pid in group, not very useful...
969                          */
970                         ts->pid = td->pid;
971
972                         ts->kb_base = td->o.kb_base;
973                 } else if (ts->kb_base != td->o.kb_base && !kb_base_warned) {
974                         log_info("fio: kb_base differs for jobs in group, using"
975                                  " %u as the base\n", ts->kb_base);
976                         kb_base_warned = 1;
977                 }
978
979                 ts->continue_on_error = td->o.continue_on_error;
980                 ts->total_err_count += td->total_err_count;
981                 ts->first_error = td->first_error;
982                 if (!ts->error) {
983                         if (!td->error && td->o.continue_on_error &&
984                             td->first_error) {
985                                 ts->error = td->first_error;
986                                 strcpy(ts->verror, td->verror);
987                         } else  if (td->error) {
988                                 ts->error = td->error;
989                                 strcpy(ts->verror, td->verror);
990                         }
991                 }
992
993                 sum_thread_stats(ts, &td->ts, idx);
994         }
995
996         for (i = 0; i < nr_ts; i++) {
997                 unsigned long long bw;
998
999                 ts = &threadstats[i];
1000                 rs = &runstats[ts->groupid];
1001                 rs->kb_base = ts->kb_base;
1002
1003                 for (j = 0; j <= DDIR_WRITE; j++) {
1004                         if (!ts->runtime[j])
1005                                 continue;
1006                         if (ts->runtime[j] < rs->min_run[j] || !rs->min_run[j])
1007                                 rs->min_run[j] = ts->runtime[j];
1008                         if (ts->runtime[j] > rs->max_run[j])
1009                                 rs->max_run[j] = ts->runtime[j];
1010
1011                         bw = 0;
1012                         if (ts->runtime[j]) {
1013                                 unsigned long runt;
1014
1015                                 runt = ts->runtime[j];
1016                                 bw = ts->io_bytes[j] / runt;
1017                         }
1018                         if (bw < rs->min_bw[j])
1019                                 rs->min_bw[j] = bw;
1020                         if (bw > rs->max_bw[j])
1021                                 rs->max_bw[j] = bw;
1022
1023                         rs->io_kb[j] += ts->io_bytes[j] / rs->kb_base;
1024                 }
1025         }
1026
1027         for (i = 0; i < groupid + 1; i++) {
1028                 unsigned long max_run[2];
1029
1030                 rs = &runstats[i];
1031                 max_run[0] = rs->max_run[0];
1032                 max_run[1] = rs->max_run[1];
1033
1034                 if (rs->max_run[0])
1035                         rs->agg[0] = (rs->io_kb[0] * 1000) / max_run[0];
1036                 if (rs->max_run[1])
1037                         rs->agg[1] = (rs->io_kb[1] * 1000) / max_run[1];
1038         }
1039
1040         /*
1041          * don't overwrite last signal output
1042          */
1043         if (!terse_output)
1044                 log_info("\n");
1045
1046         for (i = 0; i < nr_ts; i++) {
1047                 ts = &threadstats[i];
1048                 rs = &runstats[ts->groupid];
1049
1050                 if (is_backend)
1051                         fio_server_send_ts(ts, rs);
1052                 else if (terse_output)
1053                         show_thread_status_terse(ts, rs);
1054                 else
1055                         show_thread_status(ts, rs);
1056         }
1057
1058         for (i = 0; i < groupid + 1; i++) {
1059                 rs = &runstats[i];
1060
1061                 rs->groupid = i;
1062                 if (is_backend)
1063                         fio_server_send_gs(rs);
1064                 else if (!terse_output)
1065                         show_group_stats(rs);
1066         }
1067
1068         if (is_backend)
1069                 fio_server_send_du();
1070         else if (!terse_output)
1071                 show_disk_util(0);
1072
1073         free_disk_util();
1074
1075         free(runstats);
1076         free(threadstats);
1077 }
1078
1079 static inline void add_stat_sample(struct io_stat *is, unsigned long data)
1080 {
1081         double val = data;
1082         double delta;
1083
1084         if (data > is->max_val)
1085                 is->max_val = data;
1086         if (data < is->min_val)
1087                 is->min_val = data;
1088
1089         delta = val - is->mean.u.f;
1090         if (delta) {
1091                 is->mean.u.f += delta / (is->samples + 1.0);
1092                 is->S.u.f += delta * (val - is->mean.u.f);
1093         }
1094
1095         is->samples++;
1096 }
1097
1098 static void __add_log_sample(struct io_log *iolog, unsigned long val,
1099                              enum fio_ddir ddir, unsigned int bs,
1100                              unsigned long t)
1101 {
1102         const int nr_samples = iolog->nr_samples;
1103
1104         if (!iolog->nr_samples)
1105                 iolog->avg_last = t;
1106
1107         if (iolog->nr_samples == iolog->max_samples) {
1108                 int new_size = sizeof(struct io_sample) * iolog->max_samples*2;
1109
1110                 iolog->log = realloc(iolog->log, new_size);
1111                 iolog->max_samples <<= 1;
1112         }
1113
1114         iolog->log[nr_samples].val = val;
1115         iolog->log[nr_samples].time = t;
1116         iolog->log[nr_samples].ddir = ddir;
1117         iolog->log[nr_samples].bs = bs;
1118         iolog->nr_samples++;
1119 }
1120
1121 static inline void reset_io_stat(struct io_stat *ios)
1122 {
1123         ios->max_val = ios->min_val = ios->samples = 0;
1124         ios->mean.u.f = ios->S.u.f = 0;
1125 }
1126
1127 static void add_log_sample(struct thread_data *td, struct io_log *iolog,
1128                            unsigned long val, enum fio_ddir ddir,
1129                            unsigned int bs)
1130 {
1131         unsigned long elapsed, this_window;
1132
1133         if (!ddir_rw(ddir))
1134                 return;
1135
1136         elapsed = mtime_since_now(&td->epoch);
1137
1138         /*
1139          * If no time averaging, just add the log sample.
1140          */
1141         if (!iolog->avg_msec) {
1142                 __add_log_sample(iolog, val, ddir, bs, elapsed);
1143                 return;
1144         }
1145
1146         /*
1147          * Add the sample. If the time period has passed, then
1148          * add that entry to the log and clear.
1149          */
1150         add_stat_sample(&iolog->avg_window[ddir], val);
1151
1152         /*
1153          * If period hasn't passed, adding the above sample is all we
1154          * need to do.
1155          */
1156         this_window = elapsed - iolog->avg_last;
1157         if (this_window < iolog->avg_msec)
1158                 return;
1159
1160         /*
1161          * Note an entry in the log. Use the mean from the logged samples,
1162          * making sure to properly round up. Only write a log entry if we
1163          * had actual samples done.
1164          */
1165         if (iolog->avg_window[DDIR_READ].samples) {
1166                 unsigned long mr;
1167
1168                 mr = iolog->avg_window[DDIR_READ].mean.u.f + 0.50;
1169                 __add_log_sample(iolog, mr, DDIR_READ, 0, elapsed);
1170         }
1171         if (iolog->avg_window[DDIR_WRITE].samples) {
1172                 unsigned long mw;
1173
1174                 mw = iolog->avg_window[DDIR_WRITE].mean.u.f + 0.50;
1175                 __add_log_sample(iolog, mw, DDIR_WRITE, 0, elapsed);
1176         }
1177
1178         reset_io_stat(&iolog->avg_window[DDIR_READ]);
1179         reset_io_stat(&iolog->avg_window[DDIR_WRITE]);
1180         iolog->avg_last = elapsed;
1181 }
1182
1183 void add_agg_sample(unsigned long val, enum fio_ddir ddir, unsigned int bs)
1184 {
1185         struct io_log *iolog;
1186
1187         if (!ddir_rw(ddir))
1188                 return;
1189
1190         iolog = agg_io_log[ddir];
1191         __add_log_sample(iolog, val, ddir, bs, mtime_since_genesis());
1192 }
1193
1194 static void add_clat_percentile_sample(struct thread_stat *ts,
1195                                 unsigned long usec, enum fio_ddir ddir)
1196 {
1197         unsigned int idx = plat_val_to_idx(usec);
1198         assert(idx < FIO_IO_U_PLAT_NR);
1199
1200         ts->io_u_plat[ddir][idx]++;
1201 }
1202
1203 void add_clat_sample(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir,
1204                      unsigned long usec, unsigned int bs)
1205 {
1206         struct thread_stat *ts = &td->ts;
1207
1208         if (!ddir_rw(ddir))
1209                 return;
1210
1211         add_stat_sample(&ts->clat_stat[ddir], usec);
1212
1213         if (td->clat_log)
1214                 add_log_sample(td, td->clat_log, usec, ddir, bs);
1215
1216         if (ts->clat_percentiles)
1217                 add_clat_percentile_sample(ts, usec, ddir);
1218 }
1219
1220 void add_slat_sample(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir,
1221                      unsigned long usec, unsigned int bs)
1222 {
1223         struct thread_stat *ts = &td->ts;
1224
1225         if (!ddir_rw(ddir))
1226                 return;
1227
1228         add_stat_sample(&ts->slat_stat[ddir], usec);
1229
1230         if (td->slat_log)
1231                 add_log_sample(td, td->slat_log, usec, ddir, bs);
1232 }
1233
1234 void add_lat_sample(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir,
1235                     unsigned long usec, unsigned int bs)
1236 {
1237         struct thread_stat *ts = &td->ts;
1238
1239         if (!ddir_rw(ddir))
1240                 return;
1241
1242         add_stat_sample(&ts->lat_stat[ddir], usec);
1243
1244         if (td->lat_log)
1245                 add_log_sample(td, td->lat_log, usec, ddir, bs);
1246 }
1247
1248 void add_bw_sample(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir, unsigned int bs,
1249                    struct timeval *t)
1250 {
1251         struct thread_stat *ts = &td->ts;
1252         unsigned long spent, rate;
1253
1254         if (!ddir_rw(ddir))
1255                 return;
1256
1257         spent = mtime_since(&td->bw_sample_time, t);
1258         if (spent < td->o.bw_avg_time)
1259                 return;
1260
1261         /*
1262          * Compute both read and write rates for the interval.
1263          */
1264         for (ddir = DDIR_READ; ddir <= DDIR_WRITE; ddir++) {
1265                 uint64_t delta;
1266
1267                 delta = td->this_io_bytes[ddir] - td->stat_io_bytes[ddir];
1268                 if (!delta)
1269                         continue; /* No entries for interval */
1270
1271                 rate = delta * 1000 / spent / 1024;
1272                 add_stat_sample(&ts->bw_stat[ddir], rate);
1273
1274                 if (td->bw_log)
1275                         add_log_sample(td, td->bw_log, rate, ddir, bs);
1276
1277                 td->stat_io_bytes[ddir] = td->this_io_bytes[ddir];
1278         }
1279
1280         fio_gettime(&td->bw_sample_time, NULL);
1281 }
1282
1283 void add_iops_sample(struct thread_data *td, enum fio_ddir ddir,
1284                      struct timeval *t)
1285 {
1286         struct thread_stat *ts = &td->ts;
1287         unsigned long spent, iops;
1288
1289         if (!ddir_rw(ddir))
1290                 return;
1291
1292         spent = mtime_since(&td->iops_sample_time, t);
1293         if (spent < td->o.iops_avg_time)
1294                 return;
1295
1296         /*
1297          * Compute both read and write rates for the interval.
1298          */
1299         for (ddir = DDIR_READ; ddir <= DDIR_WRITE; ddir++) {
1300                 uint64_t delta;
1301
1302                 delta = td->this_io_blocks[ddir] - td->stat_io_blocks[ddir];
1303                 if (!delta)
1304                         continue; /* No entries for interval */
1305
1306                 iops = (delta * 1000) / spent;
1307                 add_stat_sample(&ts->iops_stat[ddir], iops);
1308
1309                 if (td->iops_log)
1310                         add_log_sample(td, td->iops_log, iops, ddir, 0);
1311
1312                 td->stat_io_blocks[ddir] = td->this_io_blocks[ddir];
1313         }
1314
1315         fio_gettime(&td->iops_sample_time, NULL);
1316 }