src/zfs_arc.c

   1 /**
   2  * collectd - src/zfs_arc.c
   3  * Copyright (C) 2009  Anthony Dewhurst
   4  * Copyright (C) 2012  Aurelien Rougemont
   5  * Copyright (C) 2013  Xin Li
   6  * Copyright (C) 2014  Marc Fournier
   7  * Copyright (C) 2014  Wilfried Goesgens
   8  *
   9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
  10  * under the terms of the GNU General Public License as published by the
  11  * Free Software Foundation; only version 2 of the License is applicable.
  12  *
  13  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  14  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  19  * with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  20  * 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301 USA
  21  *
  22  * Authors:
  23  *   Anthony Dewhurst <dewhurst at gmail>
  24  *   Aurelien Rougemont <beorn at gandi.net>
  25  *   Xin Li <delphij at FreeBSD.org>
  26  *   Marc Fournier <marc.fournier at camptocamp.com>
  27  *   Wilfried Goesgens <dothebart at citadel.org>
  28  **/
  29
  30 #include "collectd.h"
  31
  32 #include "common.h"
  33 #include "plugin.h"
  34
  35 /*
  36  * Global variables
  37  */
  38 static value_to_rate_state_t arc_hits_state;
  39 static value_to_rate_state_t arc_misses_state;
  40 static value_to_rate_state_t l2_hits_state;
  41 static value_to_rate_state_t l2_misses_state;
  42
  43 #if defined(KERNEL_LINUX)
  44 #include "utils_llist.h"
  45 #define ZOL_ARCSTATS_FILE "/proc/spl/kstat/zfs/arcstats"
  46
  47 typedef llist_t kstat_t;
  48
  49 static int put_zfs_value(kstat_t *ksp, char const *k, value_t v) {
  50   llentry_t *e;
  51   char *k_copy;
  52   value_t *v_copy;
  53
  54   k_copy = strdup(k);
  55   if (k_copy == NULL)
  56     return ENOMEM;
  57
  58   v_copy = malloc(sizeof(*v_copy));
  59   if (v_copy == NULL) {
  60     sfree(k_copy);
  61     return ENOMEM;
  62   }
  63   *v_copy = v;
  64
  65   e = llentry_create(k_copy, v_copy);
  66   if (e == NULL) {
  67     sfree(v_copy);
  68     sfree(k_copy);
  69     return ENOMEM;
  70   }
  71
  72   llist_append(ksp, e);
  73   return 0;
  74 }
  75
  76 static long long get_zfs_value(kstat_t *ksp, const char *key) {
  77   llentry_t *e;
  78   value_t *v;
  79
  80   e = llist_search(ksp, key);
  81   if (e == NULL) {
  82     return -1;
  83   }
  84
  85   v = e->value;
  86   return (long long)v->derive;
  87 }
  88
  89 static void free_zfs_values(kstat_t *ksp) {
  90   if (ksp == NULL)
  91     return;
  92
  93   for (llentry_t *e = llist_head(ksp); e != NULL; e = e->next) {
  94     sfree(e->key);
  95     sfree(e->value);
  96   }
  97
  98   llist_destroy(ksp);
  99 }
 100
 101 #elif defined(KERNEL_SOLARIS)
 102
 103 #if HAVE_KSTAT_H
 104 #include <kstat.h>
 105 #endif
 106
 107 extern kstat_ctl_t *kc;
 108
 109 static long long get_zfs_value(kstat_t *ksp, char *name) {
 110
 111   return get_kstat_value(ksp, name);
 112 }
 113 #elif defined(KERNEL_FREEBSD)
 114 #include <sys/sysctl.h>
 115 #include <sys/types.h>
 116
 117 const char zfs_arcstat[] = "kstat.zfs.misc.arcstats.";
 118
 119 #if !defined(kstat_t)
 120 typedef void kstat_t;
 121 #endif
 122
 123 static long long get_zfs_value(kstat_t *dummy __attribute__((unused)),
 124                                char const *name) {
 125   char buffer[256];
 126   long long value;
 127   size_t valuelen = sizeof(value);
 128   int rv;
 129
 130   snprintf(buffer, sizeof(buffer), "%s%s", zfs_arcstat, name);
 131   rv = sysctlbyname(buffer, (void *)&value, &valuelen,
 132                     /* new value = */ NULL, /* new length = */ (size_t)0);
 133   if (rv == 0)
 134     return value;
 135
 136   return -1;
 137 }
 138 #endif
 139
 140 static void za_submit(const char *type, const char *type_instance,
 141                       value_t *values, size_t values_len) {
 142   value_list_t vl = VALUE_LIST_INIT;
 143
 144   vl.values = values;
 145   vl.values_len = values_len;
 146
 147   sstrncpy(vl.plugin, "zfs_arc", sizeof(vl.plugin));
 148   sstrncpy(vl.type, type, sizeof(vl.type));
 149   sstrncpy(vl.type_instance, type_instance, sizeof(vl.type_instance));
 150
 151   plugin_dispatch_values(&vl);
 152 }
 153
 154 static void za_submit_gauge(const char *type, const char *type_instance,
 155                             gauge_t value) {
 156   za_submit(type, type_instance, &(value_t){.gauge = value}, 1);
 157 }
 158
 159 static int za_read_derive(kstat_t *ksp, const char *kstat_value,
 160                           const char *type, const char *type_instance) {
 161   long long tmp = get_zfs_value(ksp, (char *)kstat_value);
 162   if (tmp == -1LL) {
 163     DEBUG("zfs_arc plugin: Reading kstat value \"%s\" failed.", kstat_value);
 164     return -1;
 165   }
 166
 167   za_submit(type, type_instance, &(value_t){.derive = (derive_t)tmp},
 168             /* values_num = */ 1);
 169   return 0;
 170 }
 171
 172 static int za_read_gauge(kstat_t *ksp, const char *kstat_value,
 173                          const char *type, const char *type_instance) {
 174   long long tmp = get_zfs_value(ksp, (char *)kstat_value);
 175   if (tmp == -1LL) {
 176     DEBUG("zfs_arc plugin: Reading kstat value \"%s\" failed.", kstat_value);
 177     return -1;
 178   }
 179
 180   za_submit(type, type_instance, &(value_t){.gauge = (gauge_t)tmp},
 181             /* values_num = */ 1);
 182   return 0;
 183 }
 184
 185 static void za_submit_ratio(const char *type_instance, gauge_t hits,
 186                             gauge_t misses) {
 187   gauge_t ratio = NAN;
 188
 189   if (!isfinite(hits) || (hits < 0.0))
 190     hits = 0.0;
 191   if (!isfinite(misses) || (misses < 0.0))
 192     misses = 0.0;
 193
 194   if ((hits != 0.0) || (misses != 0.0))
 195     ratio = hits / (hits + misses);
 196
 197   za_submit_gauge("cache_ratio", type_instance, ratio);
 198 }
 199
 200 static int za_read(void) {
 201   gauge_t arc_hits, arc_misses, l2_hits, l2_misses;
 202   kstat_t *ksp = NULL;
 203
 204 #if defined(KERNEL_LINUX)
 205   FILE *fh;
 206   char buffer[1024];
 207
 208   fh = fopen(ZOL_ARCSTATS_FILE, "r");
 209   if (fh == NULL) {
 210     char errbuf[1024];
 211     ERROR("zfs_arc plugin: Opening \"%s\" failed: %s", ZOL_ARCSTATS_FILE,
 212           sstrerror(errno, errbuf, sizeof(errbuf)));
 213     return -1;
 214   }
 215
 216   /* Ignore the first two lines because they contain information about the rest
 217    * of the file.
 218    * See kstat_seq_show_headers module/spl/spl-kstat.c of the spl kernel module.
 219    */
 220   if ((fgets(buffer, sizeof(buffer), fh) == NULL) ||
 221       (fgets(buffer, sizeof(buffer), fh) == NULL)) {
 222     ERROR("zfs_arc plugin: \"%s\" does not contain at least two lines.",
 223           ZOL_ARCSTATS_FILE);
 224     fclose(fh);
 225     return -1;
 226   }
 227
 228   ksp = llist_create();
 229   if (ksp == NULL) {
 230     ERROR("zfs_arc plugin: `llist_create' failed.");
 231     fclose(fh);
 232     return -1;
 233   }
 234
 235   // Ignore the first two lines because they contain information about
 236   // the rest of the file.
 237   // See kstat_seq_show_headers module/spl/spl-kstat.c of the spl kernel
 238   // module.
 239   if (fgets(buffer, sizeof(buffer), fh) == NULL) {
 240     ERROR("zfs_arc plugin: \"%s\" does not contain a single line.",
 241           ZOL_ARCSTATS_FILE);
 242     fclose(fh);
 243     return (-1);
 244   }
 245   if (fgets(buffer, sizeof(buffer), fh) == NULL) {
 246     ERROR("zfs_arc plugin: \"%s\" does not contain at least two lines.",
 247           ZOL_ARCSTATS_FILE);
 248     fclose(fh);
 249     return (-1);
 250   }
 251
 252   while (fgets(buffer, sizeof(buffer), fh) != NULL) {
 253     char *fields[3];
 254     value_t v;
 255     int status;
 256
 257     status = strsplit(buffer, fields, STATIC_ARRAY_SIZE(fields));
 258     if (status != 3)
 259       continue;
 260
 261     status = parse_value(fields[2], &v, DS_TYPE_DERIVE);
 262     if (status != 0)
 263       continue;
 264
 265     put_zfs_value(ksp, fields[0], v);
 266   }
 267
 268   fclose(fh);
 269
 270 #elif defined(KERNEL_SOLARIS)
 271   get_kstat(&ksp, "zfs", 0, "arcstats");
 272   if (ksp == NULL) {
 273     ERROR("zfs_arc plugin: Cannot find zfs:0:arcstats kstat.");
 274     return -1;
 275   }
 276 #endif
 277
 278   /* Sizes */
 279   za_read_gauge(ksp, "anon_size", "cache_size", "anon_size");
 280   za_read_gauge(ksp, "c", "cache_size", "c");
 281   za_read_gauge(ksp, "c_max", "cache_size", "c_max");
 282   za_read_gauge(ksp, "c_min", "cache_size", "c_min");
 283   za_read_gauge(ksp, "hdr_size", "cache_size", "hdr_size");
 284   za_read_gauge(ksp, "metadata_size", "cache_size", "metadata_size");
 285   za_read_gauge(ksp, "mfu_ghost_size", "cache_size", "mfu_ghost_size");
 286   za_read_gauge(ksp, "mfu_size", "cache_size", "mfu_size");
 287   za_read_gauge(ksp, "mru_ghost_size", "cache_size", "mru_ghost_size");
 288   za_read_gauge(ksp, "mru_size", "cache_size", "mru_size");
 289   za_read_gauge(ksp, "other_size", "cache_size", "other_size");
 290   za_read_gauge(ksp, "p", "cache_size", "p");
 291   za_read_gauge(ksp, "size", "cache_size", "arc");
 292
 293   /* The "l2_size" value has disappeared from Solaris some time in
 294    * early 2013, and has only reappeared recently in Solaris 11.2.
 295    * Stop trying if we ever fail to read it, so we don't spam the log.
 296    */
 297   static int l2_size_avail = 1;
 298   if (l2_size_avail && za_read_gauge(ksp, "l2_size", "cache_size", "L2") != 0)
 299     l2_size_avail = 0;
 300
 301   /* Operations */
 302   za_read_derive(ksp, "deleted", "cache_operation", "deleted");
 303 #if defined(KERNEL_FREEBSD)
 304   za_read_derive(ksp, "allocated", "cache_operation", "allocated");
 305 #endif
 306
 307   /* Issue indicators */
 308   za_read_derive(ksp, "mutex_miss", "mutex_operations", "miss");
 309   za_read_derive(ksp, "hash_collisions", "hash_collisions", "");
 310   za_read_derive(ksp, "memory_throttle_count", "memory_throttle_count", "");
 311
 312   /* Evictions */
 313   za_read_derive(ksp, "evict_l2_cached", "cache_eviction", "cached");
 314   za_read_derive(ksp, "evict_l2_eligible", "cache_eviction", "eligible");
 315   za_read_derive(ksp, "evict_l2_ineligible", "cache_eviction", "ineligible");
 316
 317   /* Hits / misses */
 318   za_read_derive(ksp, "demand_data_hits", "cache_result", "demand_data-hit");
 319   za_read_derive(ksp, "demand_metadata_hits", "cache_result",
 320                  "demand_metadata-hit");
 321   za_read_derive(ksp, "prefetch_data_hits", "cache_result",
 322                  "prefetch_data-hit");
 323   za_read_derive(ksp, "prefetch_metadata_hits", "cache_result",
 324                  "prefetch_metadata-hit");
 325   za_read_derive(ksp, "demand_data_misses", "cache_result", "demand_data-miss");
 326   za_read_derive(ksp, "demand_metadata_misses", "cache_result",
 327                  "demand_metadata-miss");
 328   za_read_derive(ksp, "prefetch_data_misses", "cache_result",
 329                  "prefetch_data-miss");
 330   za_read_derive(ksp, "prefetch_metadata_misses", "cache_result",
 331                  "prefetch_metadata-miss");
 332   za_read_derive(ksp, "mfu_hits", "cache_result", "mfu-hit");
 333   za_read_derive(ksp, "mfu_ghost_hits", "cache_result", "mfu_ghost-hit");
 334   za_read_derive(ksp, "mru_hits", "cache_result", "mru-hit");
 335   za_read_derive(ksp, "mru_ghost_hits", "cache_result", "mru_ghost-hit");
 336
 337   cdtime_t now = cdtime();
 338
 339   /* Ratios */
 340   if ((value_to_rate(&arc_hits, (value_t){.derive = get_zfs_value(ksp, "hits")},
 341                      DS_TYPE_DERIVE, now, &arc_hits_state) == 0) &&
 342       (value_to_rate(&arc_misses,
 343                      (value_t){.derive = get_zfs_value(ksp, "misses")},
 344                      DS_TYPE_DERIVE, now, &arc_misses_state) == 0)) {
 345     za_submit_ratio("arc", arc_hits, arc_misses);
 346   }
 347
 348   if ((value_to_rate(&l2_hits,
 349                      (value_t){.derive = get_zfs_value(ksp, "l2_hits")},
 350                      DS_TYPE_DERIVE, now, &l2_hits_state) == 0) &&
 351       (value_to_rate(&l2_misses,
 352                      (value_t){.derive = get_zfs_value(ksp, "l2_misses")},
 353                      DS_TYPE_DERIVE, now, &l2_misses_state) == 0)) {
 354     za_submit_ratio("L2", l2_hits, l2_misses);
 355   }
 356
 357   /* I/O */
 358   value_t l2_io[] = {
 359       {.derive = (derive_t)get_zfs_value(ksp, "l2_read_bytes")},
 360       {.derive = (derive_t)get_zfs_value(ksp, "l2_write_bytes")},
 361   };
 362   za_submit("io_octets", "L2", l2_io, STATIC_ARRAY_SIZE(l2_io));
 363
 364 #if defined(KERNEL_LINUX)
 365   free_zfs_values(ksp);
 366 #endif
 367
 368   return 0;
 369 } /* int za_read */
 370
 371 static int za_init(void) /* {{{ */
 372 {
 373 #if defined(KERNEL_SOLARIS)
 374   /* kstats chain already opened by update_kstat (using *kc), verify everything
 375    * went fine. */
 376   if (kc == NULL) {
 377     ERROR("zfs_arc plugin: kstat chain control structure not available.");
 378     return -1;
 379   }
 380 #endif
 381
 382   return 0;
 383 } /* }}} int za_init */
 384
 385 void module_register(void) {
 386   plugin_register_init("zfs_arc", za_init);
 387   plugin_register_read("zfs_arc", za_read);
 388 } /* void module_register */
 389
 390 /* vmi: set sw=8 noexpandtab fdm=marker : */