fs/f2fs/iostat.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * f2fs iostat support
   4  *
   5  * Copyright 2021 Google LLC
   6  * Author: Daeho Jeong <daehojeong@google.com>
   7  */
   8
   9 #include <linux/fs.h>
  10 #include <linux/f2fs_fs.h>
  11 #include <linux/seq_file.h>
  12
  13 #include "f2fs.h"
  14 #include "iostat.h"
  15 #include <trace/events/f2fs.h>
  16
  17 #define NUM_PREALLOC_IOSTAT_CTXS        128
  18 static struct kmem_cache *bio_iostat_ctx_cache;
  19 static mempool_t *bio_iostat_ctx_pool;
  20
  21 int __maybe_unused iostat_info_seq_show(struct seq_file *seq, void *offset)
  22 {
  23         struct super_block *sb = seq->private;
  24         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_SB(sb);
  25         time64_t now = ktime_get_real_seconds();
  26
  27         if (!sbi->iostat_enable)
  28                 return 0;
  29
  30         seq_printf(seq, "time:          %-16llu\n", now);
  31
  32         /* print app write IOs */
  33         seq_puts(seq, "[WRITE]\n");
  34         seq_printf(seq, "app buffered:  %-16llu\n",
  35                                 sbi->rw_iostat[APP_BUFFERED_IO]);
  36         seq_printf(seq, "app direct:    %-16llu\n",
  37                                 sbi->rw_iostat[APP_DIRECT_IO]);
  38         seq_printf(seq, "app mapped:    %-16llu\n",
  39                                 sbi->rw_iostat[APP_MAPPED_IO]);
  40
  41         /* print fs write IOs */
  42         seq_printf(seq, "fs data:       %-16llu\n",
  43                                 sbi->rw_iostat[FS_DATA_IO]);
  44         seq_printf(seq, "fs node:       %-16llu\n",
  45                                 sbi->rw_iostat[FS_NODE_IO]);
  46         seq_printf(seq, "fs meta:       %-16llu\n",
  47                                 sbi->rw_iostat[FS_META_IO]);
  48         seq_printf(seq, "fs gc data:    %-16llu\n",
  49                                 sbi->rw_iostat[FS_GC_DATA_IO]);
  50         seq_printf(seq, "fs gc node:    %-16llu\n",
  51                                 sbi->rw_iostat[FS_GC_NODE_IO]);
  52         seq_printf(seq, "fs cp data:    %-16llu\n",
  53                                 sbi->rw_iostat[FS_CP_DATA_IO]);
  54         seq_printf(seq, "fs cp node:    %-16llu\n",
  55                                 sbi->rw_iostat[FS_CP_NODE_IO]);
  56         seq_printf(seq, "fs cp meta:    %-16llu\n",
  57                                 sbi->rw_iostat[FS_CP_META_IO]);
  58
  59         /* print app read IOs */
  60         seq_puts(seq, "[READ]\n");
  61         seq_printf(seq, "app buffered:  %-16llu\n",
  62                                 sbi->rw_iostat[APP_BUFFERED_READ_IO]);
  63         seq_printf(seq, "app direct:    %-16llu\n",
  64                                 sbi->rw_iostat[APP_DIRECT_READ_IO]);
  65         seq_printf(seq, "app mapped:    %-16llu\n",
  66                                 sbi->rw_iostat[APP_MAPPED_READ_IO]);
  67
  68         /* print fs read IOs */
  69         seq_printf(seq, "fs data:       %-16llu\n",
  70                                 sbi->rw_iostat[FS_DATA_READ_IO]);
  71         seq_printf(seq, "fs gc data:    %-16llu\n",
  72                                 sbi->rw_iostat[FS_GDATA_READ_IO]);
  73         seq_printf(seq, "fs compr_data: %-16llu\n",
  74                                 sbi->rw_iostat[FS_CDATA_READ_IO]);
  75         seq_printf(seq, "fs node:       %-16llu\n",
  76                                 sbi->rw_iostat[FS_NODE_READ_IO]);
  77         seq_printf(seq, "fs meta:       %-16llu\n",
  78                                 sbi->rw_iostat[FS_META_READ_IO]);
  79
  80         /* print other IOs */
  81         seq_puts(seq, "[OTHER]\n");
  82         seq_printf(seq, "fs discard:    %-16llu\n",
  83                                 sbi->rw_iostat[FS_DISCARD]);
  84
  85         return 0;
  86 }
  87
  88 static inline void __record_iostat_latency(struct f2fs_sb_info *sbi)
  89 {
  90         int io, idx = 0;
  91         unsigned int cnt;
  92         struct f2fs_iostat_latency iostat_lat[MAX_IO_TYPE][NR_PAGE_TYPE];
  93         struct iostat_lat_info *io_lat = sbi->iostat_io_lat;
  94
  95         spin_lock_irq(&sbi->iostat_lat_lock);
  96         for (idx = 0; idx < MAX_IO_TYPE; idx++) {
  97                 for (io = 0; io < NR_PAGE_TYPE; io++) {
  98                         cnt = io_lat->bio_cnt[idx][io];
  99                         iostat_lat[idx][io].peak_lat =
 100                            jiffies_to_msecs(io_lat->peak_lat[idx][io]);
 101                         iostat_lat[idx][io].cnt = cnt;
 102                         iostat_lat[idx][io].avg_lat = cnt ?
 103                            jiffies_to_msecs(io_lat->sum_lat[idx][io]) / cnt : 0;
 104                         io_lat->sum_lat[idx][io] = 0;
 105                         io_lat->peak_lat[idx][io] = 0;
 106                         io_lat->bio_cnt[idx][io] = 0;
 107                 }
 108         }
 109         spin_unlock_irq(&sbi->iostat_lat_lock);
 110
 111         trace_f2fs_iostat_latency(sbi, iostat_lat);
 112 }
 113
 114 static inline void f2fs_record_iostat(struct f2fs_sb_info *sbi)
 115 {
 116         unsigned long long iostat_diff[NR_IO_TYPE];
 117         int i;
 118
 119         if (time_is_after_jiffies(sbi->iostat_next_period))
 120                 return;
 121
 122         /* Need double check under the lock */
 123         spin_lock(&sbi->iostat_lock);
 124         if (time_is_after_jiffies(sbi->iostat_next_period)) {
 125                 spin_unlock(&sbi->iostat_lock);
 126                 return;
 127         }
 128         sbi->iostat_next_period = jiffies +
 129                                 msecs_to_jiffies(sbi->iostat_period_ms);
 130
 131         for (i = 0; i < NR_IO_TYPE; i++) {
 132                 iostat_diff[i] = sbi->rw_iostat[i] -
 133                                 sbi->prev_rw_iostat[i];
 134                 sbi->prev_rw_iostat[i] = sbi->rw_iostat[i];
 135         }
 136         spin_unlock(&sbi->iostat_lock);
 137
 138         trace_f2fs_iostat(sbi, iostat_diff);
 139
 140         __record_iostat_latency(sbi);
 141 }
 142
 143 void f2fs_reset_iostat(struct f2fs_sb_info *sbi)
 144 {
 145         struct iostat_lat_info *io_lat = sbi->iostat_io_lat;
 146         int i;
 147
 148         spin_lock(&sbi->iostat_lock);
 149         for (i = 0; i < NR_IO_TYPE; i++) {
 150                 sbi->rw_iostat[i] = 0;
 151                 sbi->prev_rw_iostat[i] = 0;
 152         }
 153         spin_unlock(&sbi->iostat_lock);
 154
 155         spin_lock_irq(&sbi->iostat_lat_lock);
 156         memset(io_lat, 0, sizeof(struct iostat_lat_info));
 157         spin_unlock_irq(&sbi->iostat_lat_lock);
 158 }
 159
 160 void f2fs_update_iostat(struct f2fs_sb_info *sbi,
 161                         enum iostat_type type, unsigned long long io_bytes)
 162 {
 163         if (!sbi->iostat_enable)
 164                 return;
 165
 166         spin_lock(&sbi->iostat_lock);
 167         sbi->rw_iostat[type] += io_bytes;
 168
 169         if (type == APP_WRITE_IO || type == APP_DIRECT_IO)
 170                 sbi->rw_iostat[APP_BUFFERED_IO] =
 171                         sbi->rw_iostat[APP_WRITE_IO] -
 172                         sbi->rw_iostat[APP_DIRECT_IO];
 173
 174         if (type == APP_READ_IO || type == APP_DIRECT_READ_IO)
 175                 sbi->rw_iostat[APP_BUFFERED_READ_IO] =
 176                         sbi->rw_iostat[APP_READ_IO] -
 177                         sbi->rw_iostat[APP_DIRECT_READ_IO];
 178         spin_unlock(&sbi->iostat_lock);
 179
 180         f2fs_record_iostat(sbi);
 181 }
 182
 183 static inline void __update_iostat_latency(struct bio_iostat_ctx *iostat_ctx,
 184                                 int rw, bool is_sync)
 185 {
 186         unsigned long ts_diff;
 187         unsigned int iotype = iostat_ctx->type;
 188         unsigned long flags;
 189         struct f2fs_sb_info *sbi = iostat_ctx->sbi;
 190         struct iostat_lat_info *io_lat = sbi->iostat_io_lat;
 191         int idx;
 192
 193         if (!sbi->iostat_enable)
 194                 return;
 195
 196         ts_diff = jiffies - iostat_ctx->submit_ts;
 197         if (iotype == META_FLUSH) {
 198                 iotype = META;
 199         } else if (iotype >= NR_PAGE_TYPE) {
 200                 f2fs_warn(sbi, "%s: %d over NR_PAGE_TYPE", __func__, iotype);
 201                 return;
 202         }
 203
 204         if (rw == 0) {
 205                 idx = READ_IO;
 206         } else {
 207                 if (is_sync)
 208                         idx = WRITE_SYNC_IO;
 209                 else
 210                         idx = WRITE_ASYNC_IO;
 211         }
 212
 213         spin_lock_irqsave(&sbi->iostat_lat_lock, flags);
 214         io_lat->sum_lat[idx][iotype] += ts_diff;
 215         io_lat->bio_cnt[idx][iotype]++;
 216         if (ts_diff > io_lat->peak_lat[idx][iotype])
 217                 io_lat->peak_lat[idx][iotype] = ts_diff;
 218         spin_unlock_irqrestore(&sbi->iostat_lat_lock, flags);
 219 }
 220
 221 void iostat_update_and_unbind_ctx(struct bio *bio, int rw)
 222 {
 223         struct bio_iostat_ctx *iostat_ctx = bio->bi_private;
 224         bool is_sync = bio->bi_opf & REQ_SYNC;
 225
 226         if (rw == 0)
 227                 bio->bi_private = iostat_ctx->post_read_ctx;
 228         else
 229                 bio->bi_private = iostat_ctx->sbi;
 230         __update_iostat_latency(iostat_ctx, rw, is_sync);
 231         mempool_free(iostat_ctx, bio_iostat_ctx_pool);
 232 }
 233
 234 void iostat_alloc_and_bind_ctx(struct f2fs_sb_info *sbi,
 235                 struct bio *bio, struct bio_post_read_ctx *ctx)
 236 {
 237         struct bio_iostat_ctx *iostat_ctx;
 238         /* Due to the mempool, this never fails. */
 239         iostat_ctx = mempool_alloc(bio_iostat_ctx_pool, GFP_NOFS);
 240         iostat_ctx->sbi = sbi;
 241         iostat_ctx->submit_ts = 0;
 242         iostat_ctx->type = 0;
 243         iostat_ctx->post_read_ctx = ctx;
 244         bio->bi_private = iostat_ctx;
 245 }
 246
 247 int __init f2fs_init_iostat_processing(void)
 248 {
 249         bio_iostat_ctx_cache =
 250                 kmem_cache_create("f2fs_bio_iostat_ctx",
 251                                   sizeof(struct bio_iostat_ctx), 0, 0, NULL);
 252         if (!bio_iostat_ctx_cache)
 253                 goto fail;
 254         bio_iostat_ctx_pool =
 255                 mempool_create_slab_pool(NUM_PREALLOC_IOSTAT_CTXS,
 256                                          bio_iostat_ctx_cache);
 257         if (!bio_iostat_ctx_pool)
 258                 goto fail_free_cache;
 259         return 0;
 260
 261 fail_free_cache:
 262         kmem_cache_destroy(bio_iostat_ctx_cache);
 263 fail:
 264         return -ENOMEM;
 265 }
 266
 267 void f2fs_destroy_iostat_processing(void)
 268 {
 269         mempool_destroy(bio_iostat_ctx_pool);
 270         kmem_cache_destroy(bio_iostat_ctx_cache);
 271 }
 272
 273 int f2fs_init_iostat(struct f2fs_sb_info *sbi)
 274 {
 275         /* init iostat info */
 276         spin_lock_init(&sbi->iostat_lock);
 277         spin_lock_init(&sbi->iostat_lat_lock);
 278         sbi->iostat_enable = false;
 279         sbi->iostat_period_ms = DEFAULT_IOSTAT_PERIOD_MS;
 280         sbi->iostat_io_lat = f2fs_kzalloc(sbi, sizeof(struct iostat_lat_info),
 281                                         GFP_KERNEL);
 282         if (!sbi->iostat_io_lat)
 283                 return -ENOMEM;
 284
 285         return 0;
 286 }
 287
 288 void f2fs_destroy_iostat(struct f2fs_sb_info *sbi)
 289 {
 290         kfree(sbi->iostat_io_lat);
 291 }