share/man/man9/devstat.9

   1 .\"
   2 .\" Copyright (c) 1998, 1999 Kenneth D. Merry.
   3 .\" All rights reserved.
   4 .\"
   5 .\" Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6 .\" modification, are permitted provided that the following conditions
   7 .\" are met:
   8 .\" 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9 .\"    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10 .\" 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11 .\"    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12 .\"    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13 .\" 3. The name of the author may not be used to endorse or promote products
  14 .\"    derived from this software without specific prior written permission.
  15 .\"
  16 .\" THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  17 .\" ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  18 .\" IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  19 .\" ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  20 .\" FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  21 .\" DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  22 .\" OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  23 .\" HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  24 .\" LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  25 .\" OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  26 .\" SUCH DAMAGE.
  27 .\"
  28 .\" $FreeBSD: src/share/man/man9/devstat.9,v 1.10.2.5 2001/12/17 11:30:18 ru Exp $
  29 .\"
  30 .Dd May 22, 1998
  31 .Dt DEVSTAT 9
  32 .Os
  33 .Sh NAME
  34 .Nm devstat ,
  35 .Nm devstat_add_entry ,
  36 .Nm devstat_end_transaction ,
  37 .Nm devstat_end_transaction_buf ,
  38 .Nm devstat_remove_entry ,
  39 .Nm devstat_start_transaction
  40 .Nd kernel interface for keeping device statistics
  41 .Sh SYNOPSIS
  42 .In sys/devicestat.h
  43 .Ft void
  44 .Fo devstat_add_entry
  45 .Fa "struct devstat *ds"
  46 .Fa "const char *dev_name"
  47 .Fa "int unit_number"
  48 .Fa "u_int32_t block_size"
  49 .Fa "devstat_support_flags flags"
  50 .Fa "devstat_type_flags device_type"
  51 .Fa "devstat_priority priority"
  52 .Fc
  53 .Ft void
  54 .Fn devstat_remove_entry "struct devstat *ds"
  55 .Ft void
  56 .Fn devstat_start_transaction "struct devstat *ds"
  57 .Ft void
  58 .Fo devstat_end_transaction
  59 .Fa "struct devstat *ds"
  60 .Fa "u_int32_t bytes"
  61 .Fa "devstat_tag_type tag_type"
  62 .Fa "devstat_trans_flags flags"
  63 .Fc
  64 .Ft void
  65 .Fo devstat_end_transaction_buf
  66 .Fa "struct devstat *ds"
  67 .Fa "struct buf *bp"
  68 .Fc
  69 .Sh DESCRIPTION
  70 The devstat subsystem is an interface for recording device
  71 statistics, as its name implies.  The idea is to keep reasonably detailed
  72 statistics while utilizing a minimum amount of CPU time to record them.
  73 Thus, no statistical calculations are actually performed in the kernel
  74 portion of the
  75 .Nm
  76 code. Instead, that is left for user programs to handle.
  77 .Pp
  78 .Fn devstat_add_entry
  79 registers a device with the
  80 .Nm
  81 subsystem.  The caller is expected to have already allocated \fBand zeroed\fR
  82 the devstat structure before calling this function.
  83 .Fn devstat_add_entry
  84 takes several arguments:
  85 .Bl -tag -width device_type
  86 .It ds
  87 The
  88 .Va devstat
  89 structure, allocated and zeroed by the client.
  90 .It dev_name
  91 The device name. e.g. da, cd, sa.
  92 .It unit_number
  93 Device unit number.
  94 .It block_size
  95 Block size of the device, if supported.  If the device does not support a
  96 block size, or if the blocksize is unknown at the time the device is added
  97 to the
  98 .Nm
  99 list, it should be set to 0.
 100 .It flags
 101 Flags indicating operations supported or not supported by the device.  See
 102 below for details.
 103 .It device_type
 104 The device type.  This is broken into three sections:  base device type
 105 (e.g. direct access, CDROM, sequential access), interface type (IDE, SCSI
 106 or other) and a passthrough flag to indicate pasthrough devices.  See below
 107 for a complete list of types.
 108 .It priority
 109 The device priority.  The priority is used to determine how devices are
 110 sorted within
 111 .Nm devstat Ns 's
 112 list of devices.  Devices are sorted first by priority (highest to lowest),
 113 and then by attach order.  See below for a complete list of available
 114 priorities.
 115 .El
 116 .Pp
 117 .Fn devstat_remove_entry
 118 removes a device from the
 119 .Nm
 120 subsystem.  It takes the devstat structure for the device in question as
 121 an argument.  The
 122 .Nm
 123 generation number is incremented and the number of devices is decremented.
 124 .Pp
 125 .Fn devstat_start_transaction
 126 registers the start of a transaction with the
 127 .Nm
 128 subsystem.  The busy count is incremented with each transaction start.
 129 When a device goes from idle to busy, the system uptime is recorded in the
 130 .Va start_time
 131 field of the
 132 .Va devstat
 133 structure.
 134 .Pp
 135 .Fn devstat_end_transaction
 136 registers the end of a transaction with the
 137 .Nm
 138 subsystem.  It takes four arguments:
 139 .Bl -tag -width tag_type
 140 .It ds
 141 The
 142 .Va devstat
 143 structure for the device in question.
 144 .It bytes
 145 The number of bytes transferred in this transaction.
 146 .It tag_type
 147 Transaction tag type.  See below for tag types.
 148 .It flags
 149 Transaction flags indicating whether the transaction was a read, write, or
 150 whether no data was transferred.
 151 .El
 152 .Pp
 153 .Fn devstat_end_transaction_buf
 154 is a wrapper for
 155 .Fn devstat_end_transaction
 156 which pulls all the information from a
 157 .Va "struct buf"
 158 which is ready for biodone().
 159 .Pp
 160 The
 161 .Va devstat
 162 structure is composed of the following fields:
 163 .Bl -tag -width dev_creation_time
 164 .It dev_links
 165 Each
 166 .Va devstat
 167 structure is placed in a linked list when it is registered.  The
 168 .Va dev_links
 169 field contains a pointer to the next entry in the list of
 170 .Va devstat
 171 structures.
 172 .It device_number
 173 The device number is a unique identifier for each device.  The device
 174 number is incremented for each new device that is registered.  The device
 175 number is currently only a 32-bit integer, but it could be enlarged if
 176 someone has a system with more than four billion device arrival events.
 177 .It device_name
 178 The device name is a text string given by the registering driver to
 179 identify itself.  (e.g.\&
 180 .Dq da ,
 181 .Dq cd ,
 182 .Dq sa ,
 183 etc.)
 184 .It unit_number
 185 The unit number identifies the particular instance of the peripheral driver
 186 in question.
 187 .It bytes_written
 188 This is the number of bytes that have been written to the device.  This
 189 number is currently an unsigned 64 bit integer.  This will hopefully
 190 eliminate the counter wrap that would come very quickly on some systems if
 191 32 bit integers were used.
 192 .It bytes_read
 193 This is the number of bytes that have been read from the device.
 194 .It bytes_freed
 195 This is the number of bytes that have been freed/erased on the device.
 196 .It num_reads
 197 This is the number of reads from the device.
 198 .It num_writes
 199 This is the number of writes to the device.
 200 .It num_frees
 201 This is the number of free/erase operations on the device.
 202 .It num_other
 203 This is the number of transactions to the device which are neither reads or
 204 writes.  For instance,
 205 .Tn SCSI
 206 drivers often send a test unit ready command to
 207 .Tn SCSI
 208 devices.  The test unit ready command does not read or write any data.  It
 209 merely causes the device to return its status.
 210 .It busy_count
 211 This is the current number of outstanding transactions for the device.
 212 This should never go below zero, and on an idle device it should be zero.
 213 If either one of these conditions is not true, it indicates a problem in
 214 the way
 215 .Fn devstat_start_transaction
 216 and
 217 .Fn devstat_end_transaction
 218 are being called in client code.  There should be one and only one
 219 transaction start event and one transaction end event for each transaction.
 220 .It block_size
 221 This is the block size of the device, if the device has a block size.
 222 .It tag_types
 223 This is an array of counters to record the number of various tag types that
 224 are sent to a device.  See below for a list of tag types.
 225 .It dev_creation_time
 226 This is the time, as reported by
 227 .Fn getmicrotime
 228 that the device was registered.
 229 .It busy_time
 230 This is the amount of time that the device busy count has been greater than
 231 zero.  This is only updated when the busy count returns to zero.
 232 .It start_time
 233 This is the time, as reported by
 234 .Fn getmicrouptime
 235 that the device busy count went from zero to one.
 236 .It last_comp_time
 237 This is the time as reported by
 238 .Fn getmicrouptime
 239 that a transaction last completed.  It is used along with
 240 .Va start_time
 241 to calculate the device busy time.
 242 .It flags
 243 These flags indicate which statistics measurements are supported by a
 244 particular device.  These flags are primarily intended to serve as an aid
 245 to userland programs that decipher the statistics.
 246 .It device_type
 247 This is the device type.  It consists of three parts:  the device type
 248 (e.g. direct access, CDROM, sequential access, etc.), the interface (IDE,
 249 SCSI or other) and whether or not the device in question is a passthrough
 250 driver.  See below for a complete list of device types.
 251 .It priority
 252 This is the priority.  This is the first parameter used to determine where
 253 to insert a device in the
 254 .Nm
 255 list.  The second parameter is attach order.  See below for a list of
 256 available priorities.
 257 .El
 258 .Pp
 259 Each device is given a device type.  Passthrough devices have the same
 260 underlying device type and interface as the device they provide an
 261 interface for, but they also have the passthrough flag set.  The base
 262 device types are identical to the
 263 .Tn SCSI
 264 device type numbers, so with
 265 .Tn SCSI
 266 peripherals, the device type returned from an inquiry is usually ORed with
 267 the
 268 .Tn SCSI
 269 interface type and the passthrough flag if appropriate.  The device type
 270 flags are as follows:
 271 .Bd -literal -offset indent
 272 typedef enum {
 273         DEVSTAT_TYPE_DIRECT     = 0x000,
 274         DEVSTAT_TYPE_SEQUENTIAL = 0x001,
 275         DEVSTAT_TYPE_PRINTER    = 0x002,
 276         DEVSTAT_TYPE_PROCESSOR  = 0x003,
 277         DEVSTAT_TYPE_WORM       = 0x004,
 278         DEVSTAT_TYPE_CDROM      = 0x005,
 279         DEVSTAT_TYPE_SCANNER    = 0x006,
 280         DEVSTAT_TYPE_OPTICAL    = 0x007,
 281         DEVSTAT_TYPE_CHANGER    = 0x008,
 282         DEVSTAT_TYPE_COMM       = 0x009,
 283         DEVSTAT_TYPE_ASC0       = 0x00a,
 284         DEVSTAT_TYPE_ASC1       = 0x00b,
 285         DEVSTAT_TYPE_STORARRAY  = 0x00c,
 286         DEVSTAT_TYPE_ENCLOSURE  = 0x00d,
 287         DEVSTAT_TYPE_FLOPPY     = 0x00e,
 288         DEVSTAT_TYPE_MASK       = 0x00f,
 289         DEVSTAT_TYPE_IF_SCSI    = 0x010,
 290         DEVSTAT_TYPE_IF_IDE     = 0x020,
 291         DEVSTAT_TYPE_IF_OTHER   = 0x030,
 292         DEVSTAT_TYPE_IF_MASK    = 0x0f0,
 293         DEVSTAT_TYPE_PASS       = 0x100
 294 } devstat_type_flags;
 295 .Ed
 296 .Pp
 297 Devices have a priority associated with them, which controls roughly where
 298 they are placed in the
 299 .Nm
 300 list.  The priorities are as follows:
 301 .Bd -literal -offset indent
 302 typedef enum {
 303         DEVSTAT_PRIORITY_MIN    = 0x000,
 304         DEVSTAT_PRIORITY_OTHER  = 0x020,
 305         DEVSTAT_PRIORITY_PASS   = 0x030,
 306         DEVSTAT_PRIORITY_FD     = 0x040,
 307         DEVSTAT_PRIORITY_WFD    = 0x050,
 308         DEVSTAT_PRIORITY_TAPE   = 0x060,
 309         DEVSTAT_PRIORITY_CD     = 0x090,
 310         DEVSTAT_PRIORITY_DISK   = 0x110,
 311         DEVSTAT_PRIORITY_ARRAY  = 0x120,
 312         DEVSTAT_PRIORITY_MAX    = 0xfff
 313 } devstat_priority;
 314 .Ed
 315 .Pp
 316 Each device has associated with it flags to indicate what operations are
 317 supported or not supported.  The
 318 .Va devstat_support_flags
 319 values are as follows:
 320 .Bl -tag -width DEVSTAT_NO_ORDERED_TAGS
 321 .It DEVSTAT_ALL_SUPPORTED
 322 Every statistic type is supported by the device.
 323 .It DEVSTAT_NO_BLOCKSIZE
 324 This device does not have a blocksize.
 325 .It DEVSTAT_NO_ORDERED_TAGS
 326 This device does not support ordered tags.
 327 .It DEVSTAT_BS_UNAVAILABLE
 328 This device supports a blocksize, but it is currently unavailable.  This
 329 flag is most often used with removable media drives.
 330 .El
 331 .Pp
 332 Transactions to a device fall into one of three categories, which are
 333 represented in the
 334 .Va flags
 335 passed into
 336 .Fn devstat_end_transaction .
 337 The transaction types are as follows:
 338 .Bd -literal -offset indent
 339 typedef enum {
 340         DEVSTAT_NO_DATA = 0x00,
 341         DEVSTAT_READ    = 0x01,
 342         DEVSTAT_WRITE   = 0x02,
 343         DEVSTAT_FREE    = 0x03
 344 } devstat_trans_flags;
 345 .Ed
 346 .Pp
 347 There are four possible values for the
 348 .Va tag_type
 349 argument to
 350 .Fn devstat_end_transaction :
 351 .Bl -tag -width DEVSTAT_TAG_ORDERED
 352 .It DEVSTAT_TAG_SIMPLE
 353 The transaction had a simple tag.
 354 .It DEVSTAT_TAG_HEAD
 355 The transaction had a head of queue tag.
 356 .It DEVSTAT_TAG_ORDERED
 357 The transaction had an ordered tag.
 358 .It DEVSTAT_TAG_NONE
 359 The device doesn't support tags.
 360 .El
 361 .Pp
 362 The tag type values correspond to the lower four bits of the
 363 .Tn SCSI
 364 tag definitions.  In CAM, for instance, the
 365 .Va tag_action
 366 from the CCB is ORed with 0xf to determine the tag type to pass in to
 367 .Fn devstat_end_transaction .
 368 .Pp
 369 There is a macro,
 370 .Dv DEVSTAT_VERSION
 371 that is defined in
 372 .Aq sys/devicestat.h .
 373 This is the current version of the
 374 .Nm
 375 subsystem, and it should be incremented each time a change is made that
 376 would require recompilation of userland programs that access
 377 .Nm
 378 statistics.  Userland programs use this version, via the
 379 .Va kern.devstat.version
 380 .Nm sysctl
 381 variable to determine whether they are in sync with the kernel
 382 .Nm
 383 structures.
 384 .Sh SEE ALSO
 385 .Xr systat 1 ,
 386 .Xr devstat 3 ,
 387 .Xr iostat 8 ,
 388 .Xr rpc.rstatd 8 ,
 389 .Xr vmstat 8
 390 .Sh HISTORY
 391 The
 392 .Nm
 393 statistics system appeared in
 394 .Fx 3.0 .
 395 .Sh AUTHORS
 396 .An Kenneth Merry Aq ken@FreeBSD.org
 397 .Sh BUGS
 398 There may be a need for
 399 .Fn spl
 400 protection around some of the
 401 .Nm
 402 list manipulation code to insure, for example, that the list of devices
 403 is not changed while someone is fetching the
 404 .Va kern.devstat.all
 405 .Nm sysctl
 406 variable.
 407 .Pp
 408 It is impossible with the current
 409 .Nm
 410 architecture to accurately measure time per transaction.  The only feasible
 411 way to accurately measure time per transaction would be to record a
 412 timestamp for every transaction.  This measurement is probably not
 413 worthwhile for most people as it would adversely affect the performance of
 414 the system and cost space to store the timestamps for individual
 415 transactions.