Quelle  iostat.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * f2fs iostat support
 *
 * Copyright 2021 Google LLC
 * Author: Daeho Jeong <daehojeong@google.com>
 */

#include <linux/fs.h>
#include <linux/f2fs_fs.h>
#include <linux/seq_file.h>

#include "f2fs.h"
#include "iostat.h"
#include <trace/events/f2fs.h>

static struct kmem_cache *bio_iostat_ctx_cache;
static mempool_t *bio_iostat_ctx_pool;

static inline unsigned long long iostat_get_avg_bytes(struct f2fs_sb_info *sbi,
 enum iostat_type type)
{
 return sbi->iostat_count[type] ? div64_u64(sbi->iostat_bytes[type],
  sbi->iostat_count[type]) : 0;
}

#define IOSTAT_INFO_SHOW(name, type)     \
 seq_printf(seq, "%-23s %-16llu %-16llu %-16llu\n",  \
   name":", sbi->iostat_bytes[type],  \
   sbi->iostat_count[type],   \
   iostat_get_avg_bytes(sbi, type))

int __maybe_unused iostat_info_seq_show(struct seq_file *seq, void *offset)
{
 struct super_block *sb = seq->private;
 struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_SB(sb);

 if (!sbi->iostat_enable)
  return 0;

 seq_printf(seq, "time: %-16llu\n", ktime_get_real_seconds());
 seq_printf(seq, "\t\t\t%-16s %-16s %-16s\n",
    "io_bytes", "count", "avg_bytes");

 /* print app write IOs */
 seq_puts(seq, "[WRITE]\n");
 IOSTAT_INFO_SHOW("app buffered data", APP_BUFFERED_IO);
 IOSTAT_INFO_SHOW("app direct data", APP_DIRECT_IO);
 IOSTAT_INFO_SHOW("app mapped data", APP_MAPPED_IO);
 IOSTAT_INFO_SHOW("app buffered cdata", APP_BUFFERED_CDATA_IO);
 IOSTAT_INFO_SHOW("app mapped cdata", APP_MAPPED_CDATA_IO);

 /* print fs write IOs */
 IOSTAT_INFO_SHOW("fs data", FS_DATA_IO);
 IOSTAT_INFO_SHOW("fs cdata", FS_CDATA_IO);
 IOSTAT_INFO_SHOW("fs node", FS_NODE_IO);
 IOSTAT_INFO_SHOW("fs meta", FS_META_IO);
 IOSTAT_INFO_SHOW("fs gc data", FS_GC_DATA_IO);
 IOSTAT_INFO_SHOW("fs gc node", FS_GC_NODE_IO);
 IOSTAT_INFO_SHOW("fs cp data", FS_CP_DATA_IO);
 IOSTAT_INFO_SHOW("fs cp node", FS_CP_NODE_IO);
 IOSTAT_INFO_SHOW("fs cp meta", FS_CP_META_IO);

 /* print app read IOs */
 seq_puts(seq, "[READ]\n");
 IOSTAT_INFO_SHOW("app buffered data", APP_BUFFERED_READ_IO);
 IOSTAT_INFO_SHOW("app direct data", APP_DIRECT_READ_IO);
 IOSTAT_INFO_SHOW("app mapped data", APP_MAPPED_READ_IO);
 IOSTAT_INFO_SHOW("app buffered cdata", APP_BUFFERED_CDATA_READ_IO);
 IOSTAT_INFO_SHOW("app mapped cdata", APP_MAPPED_CDATA_READ_IO);

 /* print fs read IOs */
 IOSTAT_INFO_SHOW("fs data", FS_DATA_READ_IO);
 IOSTAT_INFO_SHOW("fs gc data", FS_GDATA_READ_IO);
 IOSTAT_INFO_SHOW("fs cdata", FS_CDATA_READ_IO);
 IOSTAT_INFO_SHOW("fs node", FS_NODE_READ_IO);
 IOSTAT_INFO_SHOW("fs meta", FS_META_READ_IO);

 /* print other IOs */
 seq_puts(seq, "[OTHER]\n");
 IOSTAT_INFO_SHOW("fs discard", FS_DISCARD_IO);
 IOSTAT_INFO_SHOW("fs flush", FS_FLUSH_IO);
 IOSTAT_INFO_SHOW("fs zone reset", FS_ZONE_RESET_IO);

 return 0;
}

static inline void __record_iostat_latency(struct f2fs_sb_info *sbi)
{
 int io, idx;
 struct f2fs_iostat_latency iostat_lat[MAX_IO_TYPE][NR_PAGE_TYPE];
 struct iostat_lat_info *io_lat = sbi->iostat_io_lat;
 unsigned long flags;

 spin_lock_irqsave(&sbi->iostat_lat_lock, flags);
 for (idx = 0; idx < MAX_IO_TYPE; idx++) {
  for (io = 0; io < NR_PAGE_TYPE; io++) {
   iostat_lat[idx][io].peak_lat =
      jiffies_to_msecs(io_lat->peak_lat[idx][io]);
   iostat_lat[idx][io].cnt = io_lat->bio_cnt[idx][io];
   iostat_lat[idx][io].avg_lat = iostat_lat[idx][io].cnt ?
      jiffies_to_msecs(io_lat->sum_lat[idx][io]) / iostat_lat[idx][io].cnt : 0;
   io_lat->sum_lat[idx][io] = 0;
   io_lat->peak_lat[idx][io] = 0;
   io_lat->bio_cnt[idx][io] = 0;
  }
 }
 spin_unlock_irqrestore(&sbi->iostat_lat_lock, flags);

 trace_f2fs_iostat_latency(sbi, iostat_lat);
}

static inline void f2fs_record_iostat(struct f2fs_sb_info *sbi)
{
 unsigned long long iostat_diff[NR_IO_TYPE];
 int i;
 unsigned long flags;

 if (time_is_after_jiffies(sbi->iostat_next_period))
  return;

 /* Need double check under the lock */
 spin_lock_irqsave(&sbi->iostat_lock, flags);
 if (time_is_after_jiffies(sbi->iostat_next_period)) {
  spin_unlock_irqrestore(&sbi->iostat_lock, flags);
  return;
 }
 sbi->iostat_next_period = jiffies +
    msecs_to_jiffies(sbi->iostat_period_ms);

 for (i = 0; i < NR_IO_TYPE; i++) {
  iostat_diff[i] = sbi->iostat_bytes[i] -
    sbi->prev_iostat_bytes[i];
  sbi->prev_iostat_bytes[i] = sbi->iostat_bytes[i];
 }
 spin_unlock_irqrestore(&sbi->iostat_lock, flags);

 trace_f2fs_iostat(sbi, iostat_diff);

 __record_iostat_latency(sbi);
}

void f2fs_reset_iostat(struct f2fs_sb_info *sbi)
{
 struct iostat_lat_info *io_lat = sbi->iostat_io_lat;
 int i;

 spin_lock_irq(&sbi->iostat_lock);
 for (i = 0; i < NR_IO_TYPE; i++) {
  sbi->iostat_count[i] = 0;
  sbi->iostat_bytes[i] = 0;
  sbi->prev_iostat_bytes[i] = 0;
 }
 spin_unlock_irq(&sbi->iostat_lock);

 spin_lock_irq(&sbi->iostat_lat_lock);
 memset(io_lat, 0, sizeof(struct iostat_lat_info));
 spin_unlock_irq(&sbi->iostat_lat_lock);
}

static inline void __f2fs_update_iostat(struct f2fs_sb_info *sbi,
   enum iostat_type type, unsigned long long io_bytes)
{
 sbi->iostat_bytes[type] += io_bytes;
 sbi->iostat_count[type]++;
}

void f2fs_update_iostat(struct f2fs_sb_info *sbi, struct inode *inode,
   enum iostat_type type, unsigned long long io_bytes)
{
 unsigned long flags;

 if (!sbi->iostat_enable)
  return;

 spin_lock_irqsave(&sbi->iostat_lock, flags);
 __f2fs_update_iostat(sbi, type, io_bytes);

 if (type == APP_BUFFERED_IO || type == APP_DIRECT_IO)
  __f2fs_update_iostat(sbi, APP_WRITE_IO, io_bytes);

 if (type == APP_BUFFERED_READ_IO || type == APP_DIRECT_READ_IO)
  __f2fs_update_iostat(sbi, APP_READ_IO, io_bytes);

#ifdef CONFIG_F2FS_FS_COMPRESSION
 if (inode && f2fs_compressed_file(inode)) {
  if (type == APP_BUFFERED_IO)
   __f2fs_update_iostat(sbi, APP_BUFFERED_CDATA_IO, io_bytes);

  if (type == APP_BUFFERED_READ_IO)
   __f2fs_update_iostat(sbi, APP_BUFFERED_CDATA_READ_IO, io_bytes);

  if (type == APP_MAPPED_READ_IO)
   __f2fs_update_iostat(sbi, APP_MAPPED_CDATA_READ_IO, io_bytes);

  if (type == APP_MAPPED_IO)
   __f2fs_update_iostat(sbi, APP_MAPPED_CDATA_IO, io_bytes);

  if (type == FS_DATA_READ_IO)
   __f2fs_update_iostat(sbi, FS_CDATA_READ_IO, io_bytes);

  if (type == FS_DATA_IO)
   __f2fs_update_iostat(sbi, FS_CDATA_IO, io_bytes);
 }
#endif

 spin_unlock_irqrestore(&sbi->iostat_lock, flags);

 f2fs_record_iostat(sbi);
}

static inline void __update_iostat_latency(struct bio_iostat_ctx *iostat_ctx,
    enum iostat_lat_type lat_type)
{
 unsigned long ts_diff;
 unsigned int page_type = iostat_ctx->type;
 struct f2fs_sb_info *sbi = iostat_ctx->sbi;
 struct iostat_lat_info *io_lat = sbi->iostat_io_lat;
 unsigned long flags;

 if (!sbi->iostat_enable)
  return;

 ts_diff = jiffies - iostat_ctx->submit_ts;
 if (page_type == META_FLUSH) {
  page_type = META;
 } else if (page_type >= NR_PAGE_TYPE) {
  f2fs_warn(sbi, "%s: %d over NR_PAGE_TYPE", __func__, page_type);
  return;
 }

 spin_lock_irqsave(&sbi->iostat_lat_lock, flags);
 io_lat->sum_lat[lat_type][page_type] += ts_diff;
 io_lat->bio_cnt[lat_type][page_type]++;
 if (ts_diff > io_lat->peak_lat[lat_type][page_type])
  io_lat->peak_lat[lat_type][page_type] = ts_diff;
 spin_unlock_irqrestore(&sbi->iostat_lat_lock, flags);
}

void iostat_update_and_unbind_ctx(struct bio *bio)
{
 struct bio_iostat_ctx *iostat_ctx = bio->bi_private;
 enum iostat_lat_type lat_type;

 if (op_is_write(bio_op(bio))) {
  lat_type = bio->bi_opf & REQ_SYNC ?
    WRITE_SYNC_IO : WRITE_ASYNC_IO;
  bio->bi_private = iostat_ctx->sbi;
 } else {
  lat_type = READ_IO;
  bio->bi_private = iostat_ctx->post_read_ctx;
 }

 __update_iostat_latency(iostat_ctx, lat_type);
 mempool_free(iostat_ctx, bio_iostat_ctx_pool);
}

void iostat_alloc_and_bind_ctx(struct f2fs_sb_info *sbi,
  struct bio *bio, struct bio_post_read_ctx *ctx)
{
 struct bio_iostat_ctx *iostat_ctx;
 /* Due to the mempool, this never fails. */
 iostat_ctx = mempool_alloc(bio_iostat_ctx_pool, GFP_NOFS);
 iostat_ctx->sbi = sbi;
 iostat_ctx->submit_ts = 0;
 iostat_ctx->type = 0;
 iostat_ctx->post_read_ctx = ctx;
 bio->bi_private = iostat_ctx;
}

int __init f2fs_init_iostat_processing(void)
{
 bio_iostat_ctx_cache =
  kmem_cache_create("f2fs_bio_iostat_ctx",
      sizeof(struct bio_iostat_ctx), 0, 0, NULL);
 if (!bio_iostat_ctx_cache)
  goto fail;
 bio_iostat_ctx_pool =
  mempool_create_slab_pool(NUM_PREALLOC_IOSTAT_CTXS,
      bio_iostat_ctx_cache);
 if (!bio_iostat_ctx_pool)
  goto fail_free_cache;
 return 0;

fail_free_cache:
 kmem_cache_destroy(bio_iostat_ctx_cache);
fail:
 return -ENOMEM;
}

void f2fs_destroy_iostat_processing(void)
{
 mempool_destroy(bio_iostat_ctx_pool);
 kmem_cache_destroy(bio_iostat_ctx_cache);
}

int f2fs_init_iostat(struct f2fs_sb_info *sbi)
{
 /* init iostat info */
 spin_lock_init(&sbi->iostat_lock);
 spin_lock_init(&sbi->iostat_lat_lock);
 sbi->iostat_enable = false;
 sbi->iostat_period_ms = DEFAULT_IOSTAT_PERIOD_MS;
 sbi->iostat_io_lat = f2fs_kzalloc(sbi, sizeof(struct iostat_lat_info),
     GFP_KERNEL);
 if (!sbi->iostat_io_lat)
  return -ENOMEM;

 return 0;
}

void f2fs_destroy_iostat(struct f2fs_sb_info *sbi)
{
 kfree(sbi->iostat_io_lat);
}