SAFE public projects git trees. - safe/jmp/linux-2.6/blob - Documentation/cgroups/blkio-controller.txt

   1                                 Block IO Controller
   2                                 ===================
   3 Overview
   4 ========
   5 cgroup subsys "blkio" implements the block io controller. There seems to be
   6 a need of various kinds of IO control policies (like proportional BW, max BW)
   7 both at leaf nodes as well as at intermediate nodes in a storage hierarchy.
   8 Plan is to use the same cgroup based management interface for blkio controller
   9 and based on user options switch IO policies in the background.
  10
  11 In the first phase, this patchset implements proportional weight time based
  12 division of disk policy. It is implemented in CFQ. Hence this policy takes
  13 effect only on leaf nodes when CFQ is being used.
  14
  15 HOWTO
  16 =====
  17 You can do a very simple testing of running two dd threads in two different
  18 cgroups. Here is what you can do.
  19
  20 - Enable group scheduling in CFQ
  21         CONFIG_CFQ_GROUP_IOSCHED=y
  22
  23 - Compile and boot into kernel and mount IO controller (blkio).
  24
  25         mount -t cgroup -o blkio none /cgroup
  26
  27 - Create two cgroups
  28         mkdir -p /cgroup/test1/ /cgroup/test2
  29
  30 - Set weights of group test1 and test2
  31         echo 1000 > /cgroup/test1/blkio.weight
  32         echo 500 > /cgroup/test2/blkio.weight
  33
  34 - Create two same size files (say 512MB each) on same disk (file1, file2) and
  35   launch two dd threads in different cgroup to read those files.
  36
  37         sync
  38         echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
  39
  40         dd if=/mnt/sdb/zerofile1 of=/dev/null &
  41         echo $! > /cgroup/test1/tasks
  42         cat /cgroup/test1/tasks
  43
  44         dd if=/mnt/sdb/zerofile2 of=/dev/null &
  45         echo $! > /cgroup/test2/tasks
  46         cat /cgroup/test2/tasks
  47
  48 - At macro level, first dd should finish first. To get more precise data, keep
  49   on looking at (with the help of script), at blkio.disk_time and
  50   blkio.disk_sectors files of both test1 and test2 groups. This will tell how
  51   much disk time (in milli seconds), each group got and how many secotors each
  52   group dispatched to the disk. We provide fairness in terms of disk time, so
  53   ideally io.disk_time of cgroups should be in proportion to the weight.
  54
  55 Various user visible config options
  56 ===================================
  57 CONFIG_CFQ_GROUP_IOSCHED
  58         - Enables group scheduling in CFQ. Currently only 1 level of group
  59           creation is allowed.
  60
  61 CONFIG_DEBUG_CFQ_IOSCHED
  62         - Enables some debugging messages in blktrace. Also creates extra
  63           cgroup file blkio.dequeue.
  64
  65 Config options selected automatically
  66 =====================================
  67 These config options are not user visible and are selected/deselected
  68 automatically based on IO scheduler configuration.
  69
  70 CONFIG_BLK_CGROUP
  71         - Block IO controller. Selected by CONFIG_CFQ_GROUP_IOSCHED.
  72
  73 CONFIG_DEBUG_BLK_CGROUP
  74         - Debug help. Selected by CONFIG_DEBUG_CFQ_IOSCHED.
  75
  76 Details of cgroup files
  77 =======================
  78 - blkio.weight
  79         - Specifies per cgroup weight.
  80           Currently allowed range of weights is from 100 to 1000.
  81
  82 - blkio.time
  83         - disk time allocated to cgroup per device in milliseconds. First
  84           two fields specify the major and minor number of the device and
  85           third field specifies the disk time allocated to group in
  86           milliseconds.
  87
  88 - blkio.sectors
  89         - number of sectors transferred to/from disk by the group. First
  90           two fields specify the major and minor number of the device and
  91           third field specifies the number of sectors transferred by the
  92           group to/from the device.
  93
  94 - blkio.io_service_bytes
  95         - Number of bytes transferred to/from the disk by the group. These
  96           are further divided by the type of operation - read or write, sync
  97           or async. First two fields specify the major and minor number of the
  98           device, third field specifies the operation type and the fourth field
  99           specifies the number of bytes.
 100
 101 - blkio.io_serviced
 102         - Number of IOs completed to/from the disk by the group. These
 103           are further divided by the type of operation - read or write, sync
 104           or async. First two fields specify the major and minor number of the
 105           device, third field specifies the operation type and the fourth field
 106           specifies the number of IOs.
 107
 108 - blkio.io_service_time
 109         - Total amount of time between request dispatch and request completion
 110           for the IOs done by this cgroup. This is in nanoseconds to make it
 111           meaningful for flash devices too. For devices with queue depth of 1,
 112           this time represents the actual service time. When queue_depth > 1,
 113           that is no longer true as requests may be served out of order. This
 114           may cause the service time for a given IO to include the service time
 115           of multiple IOs when served out of order which may result in total
 116           io_service_time > actual time elapsed. This time is further divided by
 117           the type of operation - read or write, sync or async. First two fields
 118           specify the major and minor number of the device, third field
 119           specifies the operation type and the fourth field specifies the
 120           io_service_time in ns.
 121
 122 - blkio.io_wait_time
 123         - Total amount of time the IOs for this cgroup spent waiting in the
 124           scheduler queues for service. This can be greater than the total time
 125           elapsed since it is cumulative io_wait_time for all IOs. It is not a
 126           measure of total time the cgroup spent waiting but rather a measure of
 127           the wait_time for its individual IOs. For devices with queue_depth > 1
 128           this metric does not include the time spent waiting for service once
 129           the IO is dispatched to the device but till it actually gets serviced
 130           (there might be a time lag here due to re-ordering of requests by the
 131           device). This is in nanoseconds to make it meaningful for flash
 132           devices too. This time is further divided by the type of operation -
 133           read or write, sync or async. First two fields specify the major and
 134           minor number of the device, third field specifies the operation type
 135           and the fourth field specifies the io_wait_time in ns.
 136
 137 - blkio.dequeue
 138         - Debugging aid only enabled if CONFIG_DEBUG_CFQ_IOSCHED=y. This
 139           gives the statistics about how many a times a group was dequeued
 140           from service tree of the device. First two fields specify the major
 141           and minor number of the device and third field specifies the number
 142           of times a group was dequeued from a particular device.
 143
 144 - blkio.reset_stats
 145         - Writing an int to this file will result in resetting all the stats
 146           for that cgroup.
 147
 148 CFQ sysfs tunable
 149 =================
 150 /sys/block/<disk>/queue/iosched/group_isolation
 151
 152 If group_isolation=1, it provides stronger isolation between groups at the
 153 expense of throughput. By default group_isolation is 0. In general that
 154 means that if group_isolation=0, expect fairness for sequential workload
 155 only. Set group_isolation=1 to see fairness for random IO workload also.
 156
 157 Generally CFQ will put random seeky workload in sync-noidle category. CFQ
 158 will disable idling on these queues and it does a collective idling on group
 159 of such queues. Generally these are slow moving queues and if there is a
 160 sync-noidle service tree in each group, that group gets exclusive access to
 161 disk for certain period. That means it will bring the throughput down if
 162 group does not have enough IO to drive deeper queue depths and utilize disk
 163 capacity to the fullest in the slice allocated to it. But the flip side is
 164 that even a random reader should get better latencies and overall throughput
 165 if there are lots of sequential readers/sync-idle workload running in the
 166 system.
 167
 168 If group_isolation=0, then CFQ automatically moves all the random seeky queues
 169 in the root group. That means there will be no service differentiation for
 170 that kind of workload. This leads to better throughput as we do collective
 171 idling on root sync-noidle tree.
 172
 173 By default one should run with group_isolation=0. If that is not sufficient
 174 and one wants stronger isolation between groups, then set group_isolation=1
 175 but this will come at cost of reduced throughput.
 176
 177 What works
 178 ==========
 179 - Currently only sync IO queues are support. All the buffered writes are
 180   still system wide and not per group. Hence we will not see service
 181   differentiation between buffered writes between groups.