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 .\" $DragonFly: src/share/man/man9/devstat.9,v 1.5 2007/05/17 08:19:02 swildner Exp $
  30 .\"
  31 .Dd May 22, 1998
  32 .Dt DEVSTAT 9
  33 .Os
  34 .Sh NAME
  35 .Nm devstat ,
  36 .Nm devstat_add_entry ,
  37 .Nm devstat_end_transaction ,
  38 .Nm devstat_end_transaction_buf ,
  39 .Nm devstat_remove_entry ,
  40 .Nm devstat_start_transaction
  41 .Nd kernel interface for keeping device statistics
  42 .Sh SYNOPSIS
  43 .In sys/devicestat.h
  44 .Ft void
  45 .Fo devstat_add_entry
  46 .Fa "struct devstat *ds"
  47 .Fa "const char *dev_name"
  48 .Fa "int unit_number"
  49 .Fa "u_int32_t block_size"
  50 .Fa "devstat_support_flags flags"
  51 .Fa "devstat_type_flags device_type"
  52 .Fa "devstat_priority priority"
  53 .Fc
  54 .Ft void
  55 .Fn devstat_remove_entry "struct devstat *ds"
  56 .Ft void
  57 .Fn devstat_start_transaction "struct devstat *ds"
  58 .Ft void
  59 .Fo devstat_end_transaction
  60 .Fa "struct devstat *ds"
  61 .Fa "u_int32_t bytes"
  62 .Fa "devstat_tag_type tag_type"
  63 .Fa "devstat_trans_flags flags"
  64 .Fc
  65 .Ft void
  66 .Fo devstat_end_transaction_buf
  67 .Fa "struct devstat *ds"
  68 .Fa "struct buf *bp"
  69 .Fc
  70 .Sh DESCRIPTION
  71 The devstat subsystem is an interface for recording device
  72 statistics, as its name implies.  The idea is to keep reasonably detailed
  73 statistics while utilizing a minimum amount of CPU time to record them.
  74 Thus, no statistical calculations are actually performed in the kernel
  75 portion of the
  76 .Nm
  77 code. Instead, that is left for user programs to handle.
  78 .Pp
  79 .Fn devstat_add_entry
  80 registers a device with the
  81 .Nm
  82 subsystem.  The caller is expected to have already allocated \fBand zeroed\fR
  83 the devstat structure before calling this function.
  84 .Fn devstat_add_entry
  85 takes several arguments:
  86 .Bl -tag -width device_type
  87 .It ds
  88 The
  89 .Va devstat
  90 structure, allocated and zeroed by the client.
  91 .It dev_name
  92 The device name. e.g. da, cd, sa.
  93 .It unit_number
  94 Device unit number.
  95 .It block_size
  96 Block size of the device, if supported.  If the device does not support a
  97 block size, or if the blocksize is unknown at the time the device is added
  98 to the
  99 .Nm
 100 list, it should be set to 0.
 101 .It flags
 102 Flags indicating operations supported or not supported by the device.  See
 103 below for details.
 104 .It device_type
 105 The device type.  This is broken into three sections:  base device type
 106 (e.g. direct access, CDROM, sequential access), interface type (IDE, SCSI
 107 or other) and a passthrough flag to indicate passthrough devices.  See below
 108 for a complete list of types.
 109 .It priority
 110 The device priority.  The priority is used to determine how devices are
 111 sorted within
 112 .Nm devstat Ns 's
 113 list of devices.  Devices are sorted first by priority (highest to lowest),
 114 and then by attach order.  See below for a complete list of available
 115 priorities.
 116 .El
 117 .Pp
 118 .Fn devstat_remove_entry
 119 removes a device from the
 120 .Nm
 121 subsystem.  It takes the devstat structure for the device in question as
 122 an argument.  The
 123 .Nm
 124 generation number is incremented and the number of devices is decremented.
 125 .Pp
 126 .Fn devstat_start_transaction
 127 registers the start of a transaction with the
 128 .Nm
 129 subsystem.  The busy count is incremented with each transaction start.
 130 When a device goes from idle to busy, the system uptime is recorded in the
 131 .Va start_time
 132 field of the
 133 .Va devstat
 134 structure.
 135 .Pp
 136 .Fn devstat_end_transaction
 137 registers the end of a transaction with the
 138 .Nm
 139 subsystem.  It takes four arguments:
 140 .Bl -tag -width tag_type
 141 .It ds
 142 The
 143 .Va devstat
 144 structure for the device in question.
 145 .It bytes
 146 The number of bytes transferred in this transaction.
 147 .It tag_type
 148 Transaction tag type.  See below for tag types.
 149 .It flags
 150 Transaction flags indicating whether the transaction was a read, write, or
 151 whether no data was transferred.
 152 .El
 153 .Pp
 154 .Fn devstat_end_transaction_buf
 155 is a wrapper for
 156 .Fn devstat_end_transaction
 157 which pulls all the information from a
 158 .Va "struct buf"
 159 which is ready for biodone().
 160 .Pp
 161 The
 162 .Va devstat
 163 structure is composed of the following fields:
 164 .Bl -tag -width dev_creation_time
 165 .It dev_links
 166 Each
 167 .Va devstat
 168 structure is placed in a linked list when it is registered.  The
 169 .Va dev_links
 170 field contains a pointer to the next entry in the list of
 171 .Va devstat
 172 structures.
 173 .It device_number
 174 The device number is a unique identifier for each device.  The device
 175 number is incremented for each new device that is registered.  The device
 176 number is currently only a 32-bit integer, but it could be enlarged if
 177 someone has a system with more than four billion device arrival events.
 178 .It device_name
 179 The device name is a text string given by the registering driver to
 180 identify itself.  (e.g.\&
 181 .Dq da ,
 182 .Dq cd ,
 183 .Dq sa ,
 184 etc.)
 185 .It unit_number
 186 The unit number identifies the particular instance of the peripheral driver
 187 in question.
 188 .It bytes_written
 189 This is the number of bytes that have been written to the device.  This
 190 number is currently an unsigned 64 bit integer.  This will hopefully
 191 eliminate the counter wrap that would come very quickly on some systems if
 192 32 bit integers were used.
 193 .It bytes_read
 194 This is the number of bytes that have been read from the device.
 195 .It bytes_freed
 196 This is the number of bytes that have been freed/erased on the device.
 197 .It num_reads
 198 This is the number of reads from the device.
 199 .It num_writes
 200 This is the number of writes to the device.
 201 .It num_frees
 202 This is the number of free/erase operations on the device.
 203 .It num_other
 204 This is the number of transactions to the device which are neither reads or
 205 writes.  For instance,
 206 .Tn SCSI
 207 drivers often send a test unit ready command to
 208 .Tn SCSI
 209 devices.  The test unit ready command does not read or write any data.  It
 210 merely causes the device to return its status.
 211 .It busy_count
 212 This is the current number of outstanding transactions for the device.
 213 This should never go below zero, and on an idle device it should be zero.
 214 If either one of these conditions is not true, it indicates a problem in
 215 the way
 216 .Fn devstat_start_transaction
 217 and
 218 .Fn devstat_end_transaction
 219 are being called in client code.  There should be one and only one
 220 transaction start event and one transaction end event for each transaction.
 221 .It block_size
 222 This is the block size of the device, if the device has a block size.
 223 .It tag_types
 224 This is an array of counters to record the number of various tag types that
 225 are sent to a device.  See below for a list of tag types.
 226 .It dev_creation_time
 227 This is the time, as reported by
 228 .Fn getmicrotime
 229 that the device was registered.
 230 .It busy_time
 231 This is the amount of time that the device busy count has been greater than
 232 zero.  This is only updated when the busy count returns to zero.
 233 .It start_time
 234 This is the time, as reported by
 235 .Fn getmicrouptime
 236 that the device busy count went from zero to one.
 237 .It last_comp_time
 238 This is the time as reported by
 239 .Fn getmicrouptime
 240 that a transaction last completed.  It is used along with
 241 .Va start_time
 242 to calculate the device busy time.
 243 .It flags
 244 These flags indicate which statistics measurements are supported by a
 245 particular device.  These flags are primarily intended to serve as an aid
 246 to userland programs that decipher the statistics.
 247 .It device_type
 248 This is the device type.  It consists of three parts:  the device type
 249 (e.g. direct access, CDROM, sequential access, etc.), the interface (IDE,
 250 SCSI or other) and whether or not the device in question is a passthrough
 251 driver.  See below for a complete list of device types.
 252 .It priority
 253 This is the priority.  This is the first parameter used to determine where
 254 to insert a device in the
 255 .Nm
 256 list.  The second parameter is attach order.  See below for a list of
 257 available priorities.
 258 .El
 259 .Pp
 260 Each device is given a device type.  Passthrough devices have the same
 261 underlying device type and interface as the device they provide an
 262 interface for, but they also have the passthrough flag set.  The base
 263 device types are identical to the
 264 .Tn SCSI
 265 device type numbers, so with
 266 .Tn SCSI
 267 peripherals, the device type returned from an inquiry is usually ORed with
 268 the
 269 .Tn SCSI
 270 interface type and the passthrough flag if appropriate.  The device type
 271 flags are as follows:
 272 .Bd -literal -offset indent
 273 typedef enum {
 274         DEVSTAT_TYPE_DIRECT     = 0x000,
 275         DEVSTAT_TYPE_SEQUENTIAL = 0x001,
 276         DEVSTAT_TYPE_PRINTER    = 0x002,
 277         DEVSTAT_TYPE_PROCESSOR  = 0x003,
 278         DEVSTAT_TYPE_WORM       = 0x004,
 279         DEVSTAT_TYPE_CDROM      = 0x005,
 280         DEVSTAT_TYPE_SCANNER    = 0x006,
 281         DEVSTAT_TYPE_OPTICAL    = 0x007,
 282         DEVSTAT_TYPE_CHANGER    = 0x008,
 283         DEVSTAT_TYPE_COMM       = 0x009,
 284         DEVSTAT_TYPE_ASC0       = 0x00a,
 285         DEVSTAT_TYPE_ASC1       = 0x00b,
 286         DEVSTAT_TYPE_STORARRAY  = 0x00c,
 287         DEVSTAT_TYPE_ENCLOSURE  = 0x00d,
 288         DEVSTAT_TYPE_FLOPPY     = 0x00e,
 289         DEVSTAT_TYPE_MASK       = 0x00f,
 290         DEVSTAT_TYPE_IF_SCSI    = 0x010,
 291         DEVSTAT_TYPE_IF_IDE     = 0x020,
 292         DEVSTAT_TYPE_IF_OTHER   = 0x030,
 293         DEVSTAT_TYPE_IF_MASK    = 0x0f0,
 294         DEVSTAT_TYPE_PASS       = 0x100
 295 } devstat_type_flags;
 296 .Ed
 297 .Pp
 298 Devices have a priority associated with them, which controls roughly where
 299 they are placed in the
 300 .Nm
 301 list.  The priorities are as follows:
 302 .Bd -literal -offset indent
 303 typedef enum {
 304         DEVSTAT_PRIORITY_MIN    = 0x000,
 305         DEVSTAT_PRIORITY_OTHER  = 0x020,
 306         DEVSTAT_PRIORITY_PASS   = 0x030,
 307         DEVSTAT_PRIORITY_FD     = 0x040,
 308         DEVSTAT_PRIORITY_WFD    = 0x050,
 309         DEVSTAT_PRIORITY_TAPE   = 0x060,
 310         DEVSTAT_PRIORITY_CD     = 0x090,
 311         DEVSTAT_PRIORITY_DISK   = 0x110,
 312         DEVSTAT_PRIORITY_ARRAY  = 0x120,
 313         DEVSTAT_PRIORITY_MAX    = 0xfff
 314 } devstat_priority;
 315 .Ed
 316 .Pp
 317 Each device has associated with it flags to indicate what operations are
 318 supported or not supported.  The
 319 .Va devstat_support_flags
 320 values are as follows:
 321 .Bl -tag -width DEVSTAT_NO_ORDERED_TAGS
 322 .It DEVSTAT_ALL_SUPPORTED
 323 Every statistic type is supported by the device.
 324 .It DEVSTAT_NO_BLOCKSIZE
 325 This device does not have a blocksize.
 326 .It DEVSTAT_NO_ORDERED_TAGS
 327 This device does not support ordered tags.
 328 .It DEVSTAT_BS_UNAVAILABLE
 329 This device supports a blocksize, but it is currently unavailable.  This
 330 flag is most often used with removable media drives.
 331 .El
 332 .Pp
 333 Transactions to a device fall into one of three categories, which are
 334 represented in the
 335 .Va flags
 336 passed into
 337 .Fn devstat_end_transaction .
 338 The transaction types are as follows:
 339 .Bd -literal -offset indent
 340 typedef enum {
 341         DEVSTAT_NO_DATA = 0x00,
 342         DEVSTAT_READ    = 0x01,
 343         DEVSTAT_WRITE   = 0x02,
 344         DEVSTAT_FREE    = 0x03
 345 } devstat_trans_flags;
 346 .Ed
 347 .Pp
 348 There are four possible values for the
 349 .Va tag_type
 350 argument to
 351 .Fn devstat_end_transaction :
 352 .Bl -tag -width DEVSTAT_TAG_ORDERED
 353 .It DEVSTAT_TAG_SIMPLE
 354 The transaction had a simple tag.
 355 .It DEVSTAT_TAG_HEAD
 356 The transaction had a head of queue tag.
 357 .It DEVSTAT_TAG_ORDERED
 358 The transaction had an ordered tag.
 359 .It DEVSTAT_TAG_NONE
 360 The device doesn't support tags.
 361 .El
 362 .Pp
 363 The tag type values correspond to the lower four bits of the
 364 .Tn SCSI
 365 tag definitions.  In CAM, for instance, the
 366 .Va tag_action
 367 from the CCB is ORed with 0xf to determine the tag type to pass in to
 368 .Fn devstat_end_transaction .
 369 .Pp
 370 There is a macro,
 371 .Dv DEVSTAT_VERSION
 372 that is defined in
 373 .In sys/devicestat.h .
 374 This is the current version of the
 375 .Nm
 376 subsystem, and it should be incremented each time a change is made that
 377 would require recompilation of userland programs that access
 378 .Nm
 379 statistics.  Userland programs use this version, via the
 380 .Va kern.devstat.version
 381 .Nm sysctl
 382 variable to determine whether they are in sync with the kernel
 383 .Nm
 384 structures.
 385 .Sh SEE ALSO
 386 .Xr systat 1 ,
 387 .Xr devstat 3 ,
 388 .Xr iostat 8 ,
 389 .Xr rpc.rstatd 8 ,
 390 .Xr vmstat 8
 391 .Sh HISTORY
 392 The
 393 .Nm
 394 statistics system appeared in
 395 .Fx 3.0 .
 396 .Sh AUTHORS
 397 .An Kenneth Merry Aq ken@FreeBSD.org
 398 .Sh BUGS
 399 There may be a need for some of the list manipulation code to be
 400 inside a critical section to ensure, for example, that the list of devices
 401 is not changed while someone is fetching the
 402 .Va kern.devstat.all
 403 .Nm sysctl
 404 variable.
 405 .Pp
 406 It is impossible with the current
 407 .Nm
 408 architecture to accurately measure time per transaction.  The only feasible
 409 way to accurately measure time per transaction would be to record a
 410 timestamp for every transaction.  This measurement is probably not
 411 worthwhile for most people as it would adversely affect the performance of
 412 the system and cost space to store the timestamps for individual
 413 transactions.