rts/eventlog/EventLog.c

   1 /* -----------------------------------------------------------------------------
   2  *
   3  * (c) The GHC Team, 2008-2009
   4  *
   5  * Support for fast binary event logging.
   6  *
   7  * ---------------------------------------------------------------------------*/
   8
   9 #include "PosixSource.h"
  10 #include "Rts.h"
  11
  12 #ifdef TRACING
  13
  14 #include "Trace.h"
  15 #include "Capability.h"
  16 #include "RtsUtils.h"
  17 #include "Stats.h"
  18 #include "EventLog.h"
  19
  20 #include <string.h>
  21 #include <stdio.h>
  22
  23 static char *event_log_filename = NULL;
  24
  25 // File for logging events
  26 FILE *event_log_file = NULL;
  27
  28 #define EVENT_LOG_SIZE 2 * (1024 * 1024) // 2MB
  29
  30 static int flushCount;
  31
  32 // Struct for record keeping of buffer to store event types and events.
  33 typedef struct _EventsBuf {
  34   StgInt8 *begin;
  35   StgInt8 *pos;
  36   StgInt8 *marker;
  37   StgWord64 size;
  38   EventCapNo capno; // which capability this buffer belongs to, or -1
  39 } EventsBuf;
  40
  41 EventsBuf *capEventBuf; // one EventsBuf for each Capability
  42
  43 EventsBuf eventBuf; // an EventsBuf not associated with any Capability
  44 #ifdef THREADED_RTS
  45 Mutex eventBufMutex; // protected by this mutex
  46 #endif
  47
  48 char *EventDesc[] = {
  49   [EVENT_CREATE_THREAD]       = "Create thread",
  50   [EVENT_RUN_THREAD]          = "Run thread",
  51   [EVENT_STOP_THREAD]         = "Stop thread",
  52   [EVENT_THREAD_RUNNABLE]     = "Thread runnable",
  53   [EVENT_MIGRATE_THREAD]      = "Migrate thread",
  54   [EVENT_RUN_SPARK]           = "Run spark",
  55   [EVENT_STEAL_SPARK]         = "Steal spark",
  56   [EVENT_SHUTDOWN]            = "Shutdown",
  57   [EVENT_THREAD_WAKEUP]       = "Wakeup thread",
  58   [EVENT_GC_START]            = "Starting GC",
  59   [EVENT_GC_END]              = "Finished GC",
  60   [EVENT_REQUEST_SEQ_GC]      = "Request sequential GC",
  61   [EVENT_REQUEST_PAR_GC]      = "Request parallel GC",
  62   [EVENT_CREATE_SPARK_THREAD] = "Create spark thread",
  63   [EVENT_LOG_MSG]             = "Log message",
  64   [EVENT_USER_MSG]            = "User message",
  65   [EVENT_STARTUP]             = "Startup",
  66   [EVENT_GC_IDLE]             = "GC idle",
  67   [EVENT_GC_WORK]             = "GC working",
  68   [EVENT_GC_DONE]             = "GC done",
  69   [EVENT_BLOCK_MARKER]        = "Block marker"
  70 };
  71
  72 // Event type.
  73
  74 typedef struct _EventType {
  75   EventTypeNum etNum;  // Event Type number.
  76   nat   size;     // size of the payload in bytes
  77   char *desc;     // Description
  78 } EventType;
  79
  80 EventType eventTypes[NUM_EVENT_TAGS];
  81
  82 static void initEventsBuf(EventsBuf* eb, StgWord64 size, EventCapNo capno);
  83 static void resetEventsBuf(EventsBuf* eb);
  84 static void printAndClearEventBuf (EventsBuf *eventsBuf);
  85
  86 static void postEventType(EventsBuf *eb, EventType *et);
  87
  88 static void postLogMsg(EventsBuf *eb, EventTypeNum type, char *msg, va_list ap);
  89
  90 static void postBlockMarker(EventsBuf *eb);
  91 static void closeBlockMarker(EventsBuf *ebuf);
  92
  93 static StgBool hasRoomForEvent(EventsBuf *eb, EventTypeNum eNum);
  94 static StgBool hasRoomForVariableEvent(EventsBuf *eb, nat payload_bytes);
  95
  96 static inline void postWord8(EventsBuf *eb, StgWord8 i)
  97 {
  98     *(eb->pos++) = i;
  99 }
 100
 101 static inline void postWord16(EventsBuf *eb, StgWord16 i)
 102 {
 103     postWord8(eb, (StgWord8)(i >> 8));
 104     postWord8(eb, (StgWord8)i);
 105 }
 106
 107 static inline void postWord32(EventsBuf *eb, StgWord32 i)
 108 {
 109     postWord16(eb, (StgWord16)(i >> 16));
 110     postWord16(eb, (StgWord16)i);
 111 }
 112
 113 static inline void postWord64(EventsBuf *eb, StgWord64 i)
 114 {
 115     postWord32(eb, (StgWord32)(i >> 32));
 116     postWord32(eb, (StgWord32)i);
 117 }
 118
 119 static inline void postBuf(EventsBuf *eb, StgWord8 *buf, nat size)
 120 {
 121     memcpy(eb->pos, buf, size);
 122     eb->pos += size;
 123 }
 124
 125 static inline StgWord64 time_ns(void)
 126 { return stat_getElapsedTime() * (1000000000LL/TICKS_PER_SECOND); }
 127
 128 static inline void postEventTypeNum(EventsBuf *eb, EventTypeNum etNum)
 129 { postWord16(eb, etNum); }
 130
 131 static inline void postTimestamp(EventsBuf *eb)
 132 { postWord64(eb, time_ns()); }
 133
 134 static inline void postThreadID(EventsBuf *eb, EventThreadID id)
 135 { postWord32(eb,id); }
 136
 137 static inline void postCapNo(EventsBuf *eb, EventCapNo no)
 138 { postWord16(eb,no); }
 139
 140 static inline void postPayloadSize(EventsBuf *eb, EventPayloadSize size)
 141 { postWord16(eb,size); }
 142
 143 static inline void postEventHeader(EventsBuf *eb, EventTypeNum type)
 144 {
 145     postEventTypeNum(eb, type);
 146     postTimestamp(eb);
 147 }
 148
 149 static inline void postInt8(EventsBuf *eb, StgInt8 i)
 150 { postWord8(eb, (StgWord8)i); }
 151
 152 static inline void postInt16(EventsBuf *eb, StgInt16 i)
 153 { postWord16(eb, (StgWord16)i); }
 154
 155 static inline void postInt32(EventsBuf *eb, StgInt32 i)
 156 { postWord32(eb, (StgWord32)i); }
 157
 158 static inline void postInt64(EventsBuf *eb, StgInt64 i)
 159 { postWord64(eb, (StgWord64)i); }
 160
 161
 162 void
 163 initEventLogging(void)
 164 {
 165     StgWord8 t, c;
 166     nat n_caps;
 167
 168     event_log_filename = stgMallocBytes(strlen(prog_name) + 10,
 169                                         "initEventLogging");
 170
 171     if (sizeof(EventDesc) / sizeof(char*) != NUM_EVENT_TAGS) {
 172         barf("EventDesc array has the wrong number of elements");
 173     }
 174
 175     sprintf(event_log_filename, "%s.eventlog", prog_name);
 176
 177     /* Open event log file for writing. */
 178     if ((event_log_file = fopen(event_log_filename, "wb")) == NULL) {
 179         sysErrorBelch("initEventLogging: can't open %s", event_log_filename);
 180         stg_exit(EXIT_FAILURE);
 181     }
 182
 183     /*
 184      * Allocate buffer(s) to store events.
 185      * Create buffer large enough for the header begin marker, all event
 186      * types, and header end marker to prevent checking if buffer has room
 187      * for each of these steps, and remove the need to flush the buffer to
 188      * disk during initialization.
 189      *
 190      * Use a single buffer to store the header with event types, then flush
 191      * the buffer so all buffers are empty for writing events.
 192      */
 193 #ifdef THREADED_RTS
 194     // XXX n_capabilities hasn't been initislised yet
 195     n_caps = RtsFlags.ParFlags.nNodes;
 196 #else
 197     n_caps = 1;
 198 #endif
 199     capEventBuf = stgMallocBytes(n_caps * sizeof(EventsBuf),"initEventLogging");
 200
 201     for (c = 0; c < n_caps; ++c) {
 202         // Init buffer for events.
 203         initEventsBuf(&capEventBuf[c], EVENT_LOG_SIZE, c);
 204     }
 205     initEventsBuf(&eventBuf, EVENT_LOG_SIZE, (EventCapNo)(-1));
 206
 207     // Write in buffer: the header begin marker.
 208     postInt32(&eventBuf, EVENT_HEADER_BEGIN);
 209
 210     // Mark beginning of event types in the header.
 211     postInt32(&eventBuf, EVENT_HET_BEGIN);
 212     for (t = 0; t < NUM_EVENT_TAGS; ++t) {
 213
 214         eventTypes[t].etNum = t;
 215         eventTypes[t].desc = EventDesc[t];
 216
 217         switch (t) {
 218         case EVENT_CREATE_THREAD:   // (cap, thread)
 219         case EVENT_RUN_THREAD:      // (cap, thread)
 220         case EVENT_THREAD_RUNNABLE: // (cap, thread)
 221         case EVENT_RUN_SPARK:       // (cap, thread)
 222         case EVENT_CREATE_SPARK_THREAD: // (cap, spark_thread)
 223             eventTypes[t].size = sizeof(EventThreadID);
 224             break;
 225
 226         case EVENT_MIGRATE_THREAD:  // (cap, thread, new_cap)
 227         case EVENT_STEAL_SPARK:     // (cap, thread, victim_cap)
 228         case EVENT_THREAD_WAKEUP:   // (cap, thread, other_cap)
 229             eventTypes[t].size =
 230                 sizeof(EventThreadID) + sizeof(EventCapNo);
 231             break;
 232
 233         case EVENT_STOP_THREAD:     // (cap, thread, status)
 234             eventTypes[t].size =
 235                 sizeof(EventThreadID) + sizeof(StgWord16);
 236             break;
 237
 238         case EVENT_SHUTDOWN:        // (cap)
 239         case EVENT_REQUEST_SEQ_GC:  // (cap)
 240         case EVENT_REQUEST_PAR_GC:  // (cap)
 241         case EVENT_GC_START:        // (cap)
 242         case EVENT_GC_END:          // (cap)
 243         case EVENT_STARTUP:
 244         case EVENT_GC_IDLE:
 245         case EVENT_GC_WORK:
 246         case EVENT_GC_DONE:
 247             eventTypes[t].size = 0;
 248             break;
 249
 250         case EVENT_LOG_MSG:          // (msg)
 251         case EVENT_USER_MSG:         // (msg)
 252             eventTypes[t].size = 0xffff;
 253             break;
 254
 255         case EVENT_BLOCK_MARKER:
 256             eventTypes[t].size = sizeof(StgWord32) + sizeof(EventTimestamp) +
 257                 sizeof(EventCapNo);
 258             break;
 259
 260         default:
 261             continue; /* ignore deprecated events */
 262         }
 263
 264         // Write in buffer: the start event type.
 265         postEventType(&eventBuf, &eventTypes[t]);
 266     }
 267
 268     // Mark end of event types in the header.
 269     postInt32(&eventBuf, EVENT_HET_END);
 270
 271     // Write in buffer: the header end marker.
 272     postInt32(&eventBuf, EVENT_HEADER_END);
 273
 274     // Prepare event buffer for events (data).
 275     postInt32(&eventBuf, EVENT_DATA_BEGIN);
 276
 277     // Post a STARTUP event with the number of capabilities
 278     postEventHeader(&eventBuf, EVENT_STARTUP);
 279     postCapNo(&eventBuf, n_caps);
 280
 281     // Flush capEventBuf with header.
 282     /*
 283      * Flush header and data begin marker to the file, thus preparing the
 284      * file to have events written to it.
 285      */
 286     printAndClearEventBuf(&eventBuf);
 287
 288     for (c = 0; c < n_caps; ++c) {
 289         postBlockMarker(&capEventBuf[c]);
 290     }
 291 }
 292
 293 void
 294 endEventLogging(void)
 295 {
 296     nat c;
 297
 298     // Flush all events remaining in the buffers.
 299     for (c = 0; c < n_capabilities; ++c) {
 300         printAndClearEventBuf(&capEventBuf[c]);
 301     }
 302     printAndClearEventBuf(&eventBuf);
 303     resetEventsBuf(&eventBuf); // we don't want the block marker
 304
 305     // Mark end of events (data).
 306     postEventTypeNum(&eventBuf, EVENT_DATA_END);
 307
 308     // Flush the end of data marker.
 309     printAndClearEventBuf(&eventBuf);
 310
 311     if (event_log_file != NULL) {
 312         fclose(event_log_file);
 313     }
 314 }
 315
 316 void
 317 freeEventLogging(void)
 318 {
 319     StgWord8 c;
 320
 321     // Free events buffer.
 322     for (c = 0; c < n_capabilities; ++c) {
 323         if (capEventBuf[c].begin != NULL)
 324             stgFree(capEventBuf[c].begin);
 325     }
 326     if (capEventBuf != NULL)  {
 327         stgFree(capEventBuf);
 328     }
 329     if (event_log_filename != NULL) {
 330         stgFree(event_log_filename);
 331     }
 332 }
 333
 334 /*
 335  * Post an event message to the capability's eventlog buffer.
 336  * If the buffer is full, prints out the buffer and clears it.
 337  */
 338 void
 339 postSchedEvent (Capability *cap,
 340                 EventTypeNum tag,
 341                 StgThreadID thread,
 342                 StgWord64 other)
 343 {
 344     EventsBuf *eb;
 345
 346     eb = &capEventBuf[cap->no];
 347
 348     if (!hasRoomForEvent(eb, tag)) {
 349         // Flush event buffer to make room for new event.
 350         printAndClearEventBuf(eb);
 351     }
 352
 353     postEventHeader(eb, tag);
 354
 355     switch (tag) {
 356     case EVENT_CREATE_THREAD:   // (cap, thread)
 357     case EVENT_RUN_THREAD:      // (cap, thread)
 358     case EVENT_THREAD_RUNNABLE: // (cap, thread)
 359     case EVENT_RUN_SPARK:       // (cap, thread)
 360     {
 361         postThreadID(eb,thread);
 362         break;
 363     }
 364
 365     case EVENT_CREATE_SPARK_THREAD: // (cap, spark_thread)
 366     {
 367         postThreadID(eb,other /* spark_thread */);
 368         break;
 369     }
 370
 371     case EVENT_MIGRATE_THREAD:  // (cap, thread, new_cap)
 372     case EVENT_STEAL_SPARK:     // (cap, thread, victim_cap)
 373     case EVENT_THREAD_WAKEUP:   // (cap, thread, other_cap)
 374     {
 375         postThreadID(eb,thread);
 376         postCapNo(eb,other /* new_cap | victim_cap | other_cap */);
 377         break;
 378    }
 379
 380     case EVENT_STOP_THREAD:     // (cap, thread, status)
 381     {
 382         postThreadID(eb,thread);
 383         postWord16(eb,other /* status */);
 384         break;
 385     }
 386
 387     case EVENT_SHUTDOWN:        // (cap)
 388     case EVENT_REQUEST_SEQ_GC:  // (cap)
 389     case EVENT_REQUEST_PAR_GC:  // (cap)
 390     case EVENT_GC_START:        // (cap)
 391     case EVENT_GC_END:          // (cap)
 392     {
 393         break;
 394     }
 395
 396     default:
 397         barf("postEvent: unknown event tag %d", tag);
 398     }
 399 }
 400
 401 void
 402 postEvent (Capability *cap, EventTypeNum tag)
 403 {
 404     EventsBuf *eb;
 405
 406     eb = &capEventBuf[cap->no];
 407
 408     if (!hasRoomForEvent(eb, tag)) {
 409         // Flush event buffer to make room for new event.
 410         printAndClearEventBuf(eb);
 411     }
 412
 413     postEventHeader(eb, tag);
 414 }
 415
 416 #define BUF 512
 417
 418 void postLogMsg(EventsBuf *eb, EventTypeNum type, char *msg, va_list ap)
 419 {
 420     char buf[BUF];
 421     nat size;
 422
 423     size = vsnprintf(buf,BUF,msg,ap);
 424     if (size > BUF) {
 425         buf[BUF-1] = '\0';
 426         size = BUF;
 427     }
 428
 429     if (!hasRoomForVariableEvent(eb, size)) {
 430         // Flush event buffer to make room for new event.
 431         printAndClearEventBuf(eb);
 432     }
 433
 434     postEventHeader(eb, type);
 435     postPayloadSize(eb, size);
 436     postBuf(eb,(StgWord8*)buf,size);
 437 }
 438
 439 void postMsg(char *msg, va_list ap)
 440 {
 441     ACQUIRE_LOCK(&eventBufMutex);
 442     postLogMsg(&eventBuf, EVENT_LOG_MSG, msg, ap);
 443     RELEASE_LOCK(&eventBufMutex);
 444 }
 445
 446 void postCapMsg(Capability *cap, char *msg, va_list ap)
 447 {
 448     postLogMsg(&capEventBuf[cap->no], EVENT_LOG_MSG, msg, ap);
 449 }
 450
 451 void postUserMsg(Capability *cap, char *msg, va_list ap)
 452 {
 453     postLogMsg(&capEventBuf[cap->no], EVENT_USER_MSG, msg, ap);
 454 }
 455
 456 void closeBlockMarker (EventsBuf *ebuf)
 457 {
 458     StgInt8* save_pos;
 459
 460     if (ebuf->marker)
 461     {
 462         // (type:16, time:64, size:32, end_time:64)
 463
 464         save_pos = ebuf->pos;
 465         ebuf->pos = ebuf->marker + sizeof(EventTypeNum) +
 466                     sizeof(EventTimestamp);
 467         postWord32(ebuf, save_pos - ebuf->marker);
 468         postTimestamp(ebuf);
 469         ebuf->pos = save_pos;
 470         ebuf->marker = NULL;
 471     }
 472 }
 473
 474
 475 void postBlockMarker (EventsBuf *eb)
 476 {
 477     if (!hasRoomForEvent(eb, EVENT_BLOCK_MARKER)) {
 478         printAndClearEventBuf(eb);
 479     }
 480
 481     closeBlockMarker(eb);
 482
 483     eb->marker = eb->pos;
 484     postEventHeader(eb, EVENT_BLOCK_MARKER);
 485     postWord32(eb,0); // these get filled in later by closeBlockMarker();
 486     postWord64(eb,0);
 487     postCapNo(eb, eb->capno);
 488 }
 489
 490 void printAndClearEventBuf (EventsBuf *ebuf)
 491 {
 492     StgWord64 numBytes = 0, written = 0;
 493
 494     closeBlockMarker(ebuf);
 495
 496     if (ebuf->begin != NULL && ebuf->pos != ebuf->begin)
 497     {
 498         numBytes = ebuf->pos - ebuf->begin;
 499
 500         written = fwrite(ebuf->begin, 1, numBytes, event_log_file);
 501         if (written != numBytes) {
 502             debugBelch(
 503                 "printAndClearEventLog: fwrite() failed, written=%" FMT_Word64
 504                 " doesn't match numBytes=%" FMT_Word64, written, numBytes);
 505             return;
 506         }
 507
 508         resetEventsBuf(ebuf);
 509         flushCount++;
 510
 511         postBlockMarker(ebuf);
 512     }
 513 }
 514
 515 void initEventsBuf(EventsBuf* eb, StgWord64 size, EventCapNo capno)
 516 {
 517     eb->begin = eb->pos = stgMallocBytes(size, "initEventsBuf");
 518     eb->size = size;
 519     eb->marker = NULL;
 520     eb->capno = capno;
 521 }
 522
 523 void resetEventsBuf(EventsBuf* eb)
 524 {
 525     eb->pos = eb->begin;
 526     eb->marker = NULL;
 527 }
 528
 529 StgBool hasRoomForEvent(EventsBuf *eb, EventTypeNum eNum)
 530 {
 531   nat size;
 532
 533   size = sizeof(EventTypeNum) + sizeof(EventTimestamp) + eventTypes[eNum].size;
 534
 535   if (eb->pos + size > eb->begin + eb->size) {
 536       return 0; // Not enough space.
 537   } else  {
 538       return 1; // Buf has enough space for the event.
 539   }
 540 }
 541
 542 StgBool hasRoomForVariableEvent(EventsBuf *eb, nat payload_bytes)
 543 {
 544   nat size;
 545
 546   size = sizeof(EventTypeNum) + sizeof(EventTimestamp) +
 547       sizeof(EventPayloadSize) + payload_bytes;
 548
 549   if (eb->pos + size > eb->begin + eb->size) {
 550       return 0; // Not enough space.
 551   } else  {
 552       return 1; // Buf has enough space for the event.
 553   }
 554 }
 555
 556 void postEventType(EventsBuf *eb, EventType *et)
 557 {
 558     StgWord8 d;
 559     nat desclen;
 560
 561     postInt32(eb, EVENT_ET_BEGIN);
 562     postEventTypeNum(eb, et->etNum);
 563     postWord16(eb, (StgWord16)et->size);
 564     desclen = strlen(et->desc);
 565     postWord32(eb, desclen);
 566     for (d = 0; d < desclen; ++d) {
 567         postInt8(eb, (StgInt8)et->desc[d]);
 568     }
 569     postWord32(eb, 0); // no extensions yet
 570     postInt32(eb, EVENT_ET_END);
 571 }
 572
 573 #endif /* TRACING */