unit_tests/steadystate_tests.py

   1 #!/usr/bin/python
   2 #
   3 # steadystate_tests.py
   4 #
   5 # Test option parsing and functonality for fio's steady state detection feature.
   6 #
   7 # steadystate_tests.py ./fio file-for-read-testing file-for-write-testing
   8 #
   9 # REQUIREMENTS
  10 # Python 2.6+
  11 # SciPy
  12 #
  13 # KNOWN ISSUES
  14 # only option parsing and read tests are carried out
  15 # the read test fails when ss_ramp > timeout because it tries to calculate the stopping criterion and finds that
  16 #     it does not match what fio reports
  17 # min runtime:
  18 # if ss attained: min runtime = ss_dur + ss_ramp
  19 # if not attained: runtime = timeout
  20
  21 import os
  22 import json
  23 import tempfile
  24 import argparse
  25 import subprocess
  26 from scipy import stats
  27
  28 def parse_args():
  29     parser = argparse.ArgumentParser()
  30     parser.add_argument('fio',
  31                         help='path to fio executable');
  32     parser.add_argument('read',
  33                         help='target for read testing')
  34     parser.add_argument('write',
  35                         help='target for write testing')
  36     args = parser.parse_args()
  37
  38     return args
  39
  40
  41 def check(data, iops, slope, pct, limit, dur, criterion):
  42     measurement = 'iops' if iops else 'bw'
  43     data = data[measurement]
  44     mean = sum(data) / len(data)
  45     if slope:
  46         x = range(len(data))
  47         m, intercept, r_value, p_value, std_err = stats.linregress(x,data)
  48         m = abs(m)
  49         if pct:
  50             target = m / mean
  51         else:
  52             target = m
  53     else:
  54         maxdev = 0
  55         for x in data:
  56             maxdev = max(abs(mean-x), maxdev)
  57         if pct:
  58             target = maxdev / mean
  59         else:
  60             target = maxdev
  61
  62     return (abs(target - criterion) / criterion < 0.005), target < limit, mean, target
  63
  64
  65 if __name__ == '__main__':
  66     args = parse_args()
  67
  68 #
  69 # test option parsing
  70 #
  71     parsing = [ { 'args': ["--parse-only", "--debug=parse", "--ss_dur=10s", "--ss=iops:10", "--ss_ramp=5"],
  72                   'output': "set steady state IOPS threshold to 10.000000" },
  73                 { 'args': ["--parse-only", "--debug=parse", "--ss_dur=10s", "--ss=iops:10%", "--ss_ramp=5"],
  74                   'output': "set steady state threshold to 10.000000%" },
  75                 { 'args': ["--parse-only", "--debug=parse", "--ss_dur=10s", "--ss=iops:.1%", "--ss_ramp=5"],
  76                   'output': "set steady state threshold to 0.100000%" },
  77                 { 'args': ["--parse-only", "--debug=parse", "--ss_dur=10s", "--ss=bw:10%", "--ss_ramp=5"],
  78                   'output': "set steady state threshold to 10.000000%" },
  79                 { 'args': ["--parse-only", "--debug=parse", "--ss_dur=10s", "--ss=bw:.1%", "--ss_ramp=5"],
  80                   'output': "set steady state threshold to 0.100000%" },
  81                 { 'args': ["--parse-only", "--debug=parse", "--ss_dur=10s", "--ss=bw:12", "--ss_ramp=5"],
  82                   'output': "set steady state BW threshold to 12" },
  83               ]
  84     for test in parsing:
  85         output = subprocess.check_output([args.fio] + test['args']);
  86         if test['output'] in output:
  87             print "PASSED '{0}' found with arguments {1}".format(test['output'], test['args'])
  88         else:
  89             print "FAILED '{0}' NOT found with arguments {1}".format(test['output'], test['args'])
  90
  91 #
  92 # test some read workloads
  93 #
  94 # if ss active and attained,
  95 #   check that runtime is less than job time
  96 #   check criteria
  97 #   how to check ramp time?
  98 #
  99 # if ss inactive
 100 #   check that runtime is what was specified
 101 #
 102     reads = [ [ {'s': True, 'timeout': 100, 'numjobs': 1, 'ss_dur': 5, 'ss_ramp': 3, 'iops': True, 'slope': True, 'ss_limit': 0.1, 'pct': True},
 103                 {'s': False, 'timeout': 20, 'numjobs': 2},
 104                 {'s': True, 'timeout': 100, 'numjobs': 3, 'ss_dur': 10, 'ss_ramp': 5, 'iops': False, 'slope': True, 'ss_limit': 0.1, 'pct': True},
 105                 {'s': True, 'timeout': 10, 'numjobs': 3, 'ss_dur': 10, 'ss_ramp': 500, 'iops': False, 'slope': True, 'ss_limit': 0.1, 'pct': True} ],
 106             ]
 107
 108     accum = []
 109     suitenum = 0
 110     for suite in reads:
 111         jobnum = 0
 112         for job in suite:
 113             parameters = [ "--name=job{0}".format(jobnum),
 114                            "--thread",
 115                            "--filename={0}".format(args.read),
 116                            "--rw=randrw", "--rwmixread=100", "--stonewall",
 117                            "--group_reporting", "--numjobs={0}".format(job['numjobs']),
 118                            "--time_based", "--runtime={0}".format(job['timeout']) ]
 119             if job['s']:
 120                if job['iops']:
 121                    ss = 'iops'
 122                else:
 123                    ss = 'bw'
 124                if job['slope']:
 125                    ss += "_slope"
 126                ss += ":" + str(job['ss_limit'])
 127                if job['pct']:
 128                    ss += '%'
 129                parameters.extend([ '--ss_dur={0}'.format(job['ss_dur']),
 130                                    '--ss={0}'.format(ss),
 131                                    '--ss_ramp={0}'.format(job['ss_ramp']) ])
 132             accum.extend(parameters)
 133             jobnum += 1
 134
 135         tf = tempfile.NamedTemporaryFile(delete=False)
 136         tf.close()
 137         output = subprocess.check_output([args.fio,
 138                                           "--output-format=json",
 139                                           "--output={0}".format(tf.name)] + accum)
 140         with open(tf.name, 'r') as source:
 141             jsondata = json.loads(source.read())
 142         os.remove(tf.name)
 143         jobnum = 0
 144         for job in jsondata['jobs']:
 145             line = "suite {0}, {1}".format(suitenum, job['job options']['name'])
 146             if suite[jobnum]['s']:
 147                 if job['steadystate']['attained'] == 1:
 148                     # check runtime >= ss_dur + ss_ramp, check criterion, check criterion < limit
 149                     mintime = (suite[jobnum]['ss_dur'] + suite[jobnum]['ss_ramp']) * 1000
 150                     actual = job['read']['runtime']
 151                     if mintime > actual:
 152                         line = 'FAILED ' + line + ' ss attained, runtime {0} < ss_dur {1} + ss_ramp {2}'.format(actual, suite[jobnum]['ss_dur'], suite[jobnum]['ss_ramp'])
 153                     else:
 154                         line = line + ' ss attained, runtime {0} > ss_dur {1} + ss_ramp {2},'.format(actual, suite[jobnum]['ss_dur'], suite[jobnum]['ss_ramp'])
 155                         objsame, met, mean, target = check(data=job['steadystate']['data'],
 156                             iops=suite[jobnum]['iops'],
 157                             slope=suite[jobnum]['slope'],
 158                             pct=suite[jobnum]['pct'],
 159                             limit=suite[jobnum]['ss_limit'],
 160                             dur=suite[jobnum]['ss_dur'],
 161                             criterion=job['steadystate']['criterion'])
 162                         if not objsame:
 163                             line = 'FAILED ' + line + ' fio criterion {0} != calculated criterion {1}, data: {2} '.format(job['steadystate']['criterion'], target, job['steadystate'])
 164                         else:
 165                             if met:
 166                                 line = 'PASSED ' + line + ' target {0} < limit {1}, data {2}'.format(target, suite[jobnum]['ss_limit'], job['steadystate'])
 167                             else:
 168                                 line = 'FAILED ' + line + ' target {0} < limit {1} but fio reports ss not attained, data: {2}'.format(target, suite[jobnum]['ss_limit'], job['steadystate'])
 169
 170                 else:
 171                     # check runtime, confirm criterion calculation, and confirm that criterion was not met
 172                     expected = suite[jobnum]['timeout'] * 1000
 173                     actual = job['read']['runtime']
 174                     if abs(expected - actual) > 10:
 175                         line = 'FAILED ' + line + ' ss not attained, expected runtime {0} != actual runtime {1}'.format(expected, actual)
 176                     else:
 177                         line = line + ' ss not attained, runtime {0} != ss_dur {1} + ss_ramp {2},'.format(actual, suite[jobnum]['ss_dur'], suite[jobnum]['ss_ramp'])
 178                         objsame, met, mean, target = check(data=job['steadystate']['data'],
 179                             iops=suite[jobnum]['iops'],
 180                             slope=suite[jobnum]['slope'],
 181                             pct=suite[jobnum]['pct'],
 182                             limit=suite[jobnum]['ss_limit'],
 183                             dur=suite[jobnum]['ss_dur'],
 184                             criterion=job['steadystate']['criterion'])
 185                         if not objsame:
 186                             if actual > (suite[jobnum]['ss_dur'] + suite[jobnum]['ss_ramp'])*1000:
 187                                 line = 'FAILED ' + line + ' fio criterion {0} != calculated criterion {1}, data: {2} '.format(job['steadystate']['criterion'], target, job['steadystate'])
 188                             else:
 189                                 line = 'PASSED ' + line + ' fio criterion {0} == 0.0 since ss_dur + ss_ramp has not elapsed, data: {1} '.format(job['steadystate']['criterion'], job['steadystate'])
 190                         else:
 191                             if met:
 192                                 line = 'FAILED ' + line + ' target {0} < threshold {1} but fio reports ss not attained, data: {2}'.format(target, suite[jobnum]['ss_limit'], job['steadystate'])
 193                             else:
 194                                 line = 'PASSED ' + line + ' criterion {0} > threshold {1}, data {2}'.format(target, suite[jobnum]['ss_limit'], job['steadystate'])
 195             else:
 196                 expected = suite[jobnum]['timeout'] * 1000
 197                 actual = job['read']['runtime']
 198                 if abs(expected - actual) < 10:
 199                     result = 'PASSED '
 200                 else:
 201                     result = 'FAILED '
 202                 line = result + line + ' no ss, expected runtime {0} ~= actual runtime {1}'.format(expected, actual)
 203             print line
 204             jobnum += 1
 205         suitenum += 1