Merge branch 'main' into 18842-arv-mount-disk-config
[arvados.git] / lib / crunchstat / crunchstat.go
index 3ba3ce6b4bcaaa84bf2f7a7ea7ce6ab81ee58bed..3a473cab8715c49eec14d5e0565b61daf9d71a5e 100644 (file)
@@ -1,3 +1,9 @@
+// Copyright (C) The Arvados Authors. All rights reserved.
+//
+// SPDX-License-Identifier: AGPL-3.0
+
+// Package crunchstat reports resource usage (CPU, memory, disk,
+// network) for a cgroup.
 package crunchstat
 
 import (
@@ -7,73 +13,101 @@ import (
        "fmt"
        "io"
        "io/ioutil"
-       "log"
        "os"
+       "regexp"
+       "sort"
        "strconv"
        "strings"
+       "sync"
+       "syscall"
        "time"
 )
 
-// This magically allows us to look up user_hz via _SC_CLK_TCK:
-
-/*
-#include <unistd.h>
-#include <sys/types.h>
-#include <pwd.h>
-#include <stdlib.h>
-*/
-import "C"
-
 // A Reporter gathers statistics for a cgroup and writes them to a
 // log.Logger.
 type Reporter struct {
        // CID of the container to monitor. If empty, read the CID
-       // from CIDFile.
+       // from CIDFile (first waiting until a non-empty file appears
+       // at CIDFile). If CIDFile is also empty, report host
+       // statistics.
        CID string
-       // Where cgroup special files live on this system
-       CgroupRoot   string
-       CgroupParent string
-       // Path to a file we can read CID from. If CIDFile is empty or
-       // nonexistent, wait for it to appear.
+
+       // Path to a file we can read CID from.
        CIDFile string
 
-       // Interval between samples
-       Poll time.Duration
+       // Where cgroup accounting files live on this system, e.g.,
+       // "/sys/fs/cgroup".
+       CgroupRoot string
+
+       // Parent cgroup, e.g., "docker".
+       CgroupParent string
+
+       // Interval between samples. Must be positive.
+       PollPeriod time.Duration
+
+       // Temporary directory, will be monitored for available, used & total space.
+       TempDir string
+
+       // Where to write statistics. Must not be nil.
+       Logger interface {
+               Printf(fmt string, args ...interface{})
+       }
 
-       // Where to write statistics.
-       Logger *log.Logger
+       kernelPageSize      int64
+       reportedStatFile    map[string]string
+       lastNetSample       map[string]ioSample
+       lastDiskIOSample    map[string]ioSample
+       lastCPUSample       cpuSample
+       lastDiskSpaceSample diskSpaceSample
 
-       reportedStatFile map[string]string
-       lastNetSample    map[string]IoSample
-       lastDiskSample   map[string]IoSample
-       lastCPUSample    CpuSample
+       reportPIDs   map[string]int
+       reportPIDsMu sync.Mutex
 
-       done chan struct{}
+       done    chan struct{} // closed when we should stop reporting
+       flushed chan struct{} // closed when we have made our last report
 }
 
-// Wait (if necessary) for the CID to appear in CIDFile, then start
-// reporting statistics.
+// Start starts monitoring in a new goroutine, and returns
+// immediately.
 //
-// Start should not be called more than once on a Reporter.
+// The monitoring goroutine waits for a non-empty CIDFile to appear
+// (unless CID is non-empty). Then it waits for the accounting files
+// to appear for the monitored container. Then it collects and reports
+// statistics until Stop is called.
 //
-// Public data fields should not be changed after calling Start.
+// Callers should not call Start more than once.
+//
+// Callers should not modify public data fields after calling Start.
 func (r *Reporter) Start() {
        r.done = make(chan struct{})
+       r.flushed = make(chan struct{})
        go r.run()
 }
 
-// Stop reporting statistics. Do not call more than once, or before
-// calling Start.
+// ReportPID starts reporting stats for a specified process.
+func (r *Reporter) ReportPID(name string, pid int) {
+       r.reportPIDsMu.Lock()
+       defer r.reportPIDsMu.Unlock()
+       if r.reportPIDs == nil {
+               r.reportPIDs = map[string]int{name: pid}
+       } else {
+               r.reportPIDs[name] = pid
+       }
+}
+
+// Stop reporting. Do not call more than once, or before calling
+// Start.
 //
 // Nothing will be logged after Stop returns.
 func (r *Reporter) Stop() {
        close(r.done)
+       <-r.flushed
 }
 
 func (r *Reporter) readAllOrWarn(in io.Reader) ([]byte, error) {
        content, err := ioutil.ReadAll(in)
        if err != nil {
-               r.Logger.Print(err)
+               r.Logger.Printf("warning: %v", err)
        }
        return content, err
 }
@@ -149,7 +183,7 @@ func (r *Reporter) getContainerNetStats() (io.Reader, error) {
                statsFilename := fmt.Sprintf("/proc/%s/net/dev", taskPid)
                stats, err := ioutil.ReadFile(statsFilename)
                if err != nil {
-                       r.Logger.Print(err)
+                       r.Logger.Printf("notice: %v", err)
                        continue
                }
                return strings.NewReader(string(stats)), nil
@@ -157,13 +191,13 @@ func (r *Reporter) getContainerNetStats() (io.Reader, error) {
        return nil, errors.New("Could not read stats for any proc in container")
 }
 
-type IoSample struct {
+type ioSample struct {
        sampleTime time.Time
        txBytes    int64
        rxBytes    int64
 }
 
-func (r *Reporter) DoBlkIoStats() {
+func (r *Reporter) doBlkIOStats() {
        c, err := r.openStatFile("blkio", "blkio.io_service_bytes", true)
        if err != nil {
                return
@@ -171,17 +205,17 @@ func (r *Reporter) DoBlkIoStats() {
        defer c.Close()
        b := bufio.NewScanner(c)
        var sampleTime = time.Now()
-       newSamples := make(map[string]IoSample)
+       newSamples := make(map[string]ioSample)
        for b.Scan() {
                var device, op string
                var val int64
                if _, err := fmt.Sscanf(string(b.Text()), "%s %s %d", &device, &op, &val); err != nil {
                        continue
                }
-               var thisSample IoSample
+               var thisSample ioSample
                var ok bool
                if thisSample, ok = newSamples[device]; !ok {
-                       thisSample = IoSample{sampleTime, -1, -1}
+                       thisSample = ioSample{sampleTime, -1, -1}
                }
                switch op {
                case "Read":
@@ -196,30 +230,30 @@ func (r *Reporter) DoBlkIoStats() {
                        continue
                }
                delta := ""
-               if prev, ok := r.lastDiskSample[dev]; ok {
+               if prev, ok := r.lastDiskIOSample[dev]; ok {
                        delta = fmt.Sprintf(" -- interval %.4f seconds %d write %d read",
                                sample.sampleTime.Sub(prev.sampleTime).Seconds(),
                                sample.txBytes-prev.txBytes,
                                sample.rxBytes-prev.rxBytes)
                }
                r.Logger.Printf("blkio:%s %d write %d read%s\n", dev, sample.txBytes, sample.rxBytes, delta)
-               r.lastDiskSample[dev] = sample
+               r.lastDiskIOSample[dev] = sample
        }
 }
 
-type MemSample struct {
+type memSample struct {
        sampleTime time.Time
        memStat    map[string]int64
 }
 
-func (r *Reporter) DoMemoryStats() {
+func (r *Reporter) doMemoryStats() {
        c, err := r.openStatFile("memory", "memory.stat", true)
        if err != nil {
                return
        }
        defer c.Close()
        b := bufio.NewScanner(c)
-       thisSample := MemSample{time.Now(), make(map[string]int64)}
+       thisSample := memSample{time.Now(), make(map[string]int64)}
        wantStats := [...]string{"cache", "swap", "pgmajfault", "rss"}
        for b.Scan() {
                var stat string
@@ -231,14 +265,84 @@ func (r *Reporter) DoMemoryStats() {
        }
        var outstat bytes.Buffer
        for _, key := range wantStats {
-               if val, ok := thisSample.memStat[key]; ok {
-                       outstat.WriteString(fmt.Sprintf(" %d %s", val, key))
+               // Use "total_X" stats (entire hierarchy) if enabled,
+               // otherwise just the single cgroup -- see
+               // https://www.kernel.org/doc/Documentation/cgroup-v1/memory.txt
+               if val, ok := thisSample.memStat["total_"+key]; ok {
+                       fmt.Fprintf(&outstat, " %d %s", val, key)
+               } else if val, ok := thisSample.memStat[key]; ok {
+                       fmt.Fprintf(&outstat, " %d %s", val, key)
                }
        }
        r.Logger.Printf("mem%s\n", outstat.String())
+
+       if r.kernelPageSize == 0 {
+               // assign "don't try again" value in case we give up
+               // and return without assigning the real value
+               r.kernelPageSize = -1
+               buf, err := os.ReadFile("/proc/self/smaps")
+               if err != nil {
+                       r.Logger.Printf("error reading /proc/self/smaps: %s", err)
+                       return
+               }
+               m := regexp.MustCompile(`\nKernelPageSize:\s*(\d+) kB\n`).FindSubmatch(buf)
+               if len(m) != 2 {
+                       r.Logger.Printf("error parsing /proc/self/smaps: KernelPageSize not found")
+                       return
+               }
+               size, err := strconv.ParseInt(string(m[1]), 10, 64)
+               if err != nil {
+                       r.Logger.Printf("error parsing /proc/self/smaps: KernelPageSize %q: %s", m[1], err)
+                       return
+               }
+               r.kernelPageSize = size * 1024
+       } else if r.kernelPageSize < 0 {
+               // already failed to determine page size, don't keep
+               // trying/logging
+               return
+       }
+
+       r.reportPIDsMu.Lock()
+       defer r.reportPIDsMu.Unlock()
+       procnames := make([]string, 0, len(r.reportPIDs))
+       for name := range r.reportPIDs {
+               procnames = append(procnames, name)
+       }
+       sort.Strings(procnames)
+       procmem := ""
+       for _, procname := range procnames {
+               pid := r.reportPIDs[procname]
+               buf, err := os.ReadFile(fmt.Sprintf("/proc/%d/stat", pid))
+               if err != nil {
+                       continue
+               }
+               // If the executable name contains a ')' char,
+               // /proc/$pid/stat will look like '1234 (exec name)) S
+               // 123 ...' -- the last ')' is the end of the 2nd
+               // field.
+               paren := bytes.LastIndexByte(buf, ')')
+               if paren < 0 {
+                       continue
+               }
+               fields := bytes.SplitN(buf[paren:], []byte{' '}, 24)
+               if len(fields) < 24 {
+                       continue
+               }
+               // rss is the 24th field in .../stat, and fields[0]
+               // here is the last char ')' of the 2nd field, so
+               // rss is fields[22]
+               rss, err := strconv.ParseInt(string(fields[22]), 10, 64)
+               if err != nil {
+                       continue
+               }
+               procmem += fmt.Sprintf(" %d %s", rss*r.kernelPageSize, procname)
+       }
+       if procmem != "" {
+               r.Logger.Printf("procmem%s\n", procmem)
+       }
 }
 
-func (r *Reporter) DoNetworkStats() {
+func (r *Reporter) doNetworkStats() {
        sampleTime := time.Now()
        stats, err := r.getContainerNetStats()
        if err != nil {
@@ -265,7 +369,7 @@ func (r *Reporter) DoNetworkStats() {
                if rx, err = strconv.ParseInt(words[1], 10, 64); err != nil {
                        continue
                }
-               nextSample := IoSample{}
+               nextSample := ioSample{}
                nextSample.sampleTime = sampleTime
                nextSample.txBytes = tx
                nextSample.rxBytes = rx
@@ -282,7 +386,43 @@ func (r *Reporter) DoNetworkStats() {
        }
 }
 
-type CpuSample struct {
+type diskSpaceSample struct {
+       hasData    bool
+       sampleTime time.Time
+       total      uint64
+       used       uint64
+       available  uint64
+}
+
+func (r *Reporter) doDiskSpaceStats() {
+       s := syscall.Statfs_t{}
+       err := syscall.Statfs(r.TempDir, &s)
+       if err != nil {
+               return
+       }
+       bs := uint64(s.Bsize)
+       nextSample := diskSpaceSample{
+               hasData:    true,
+               sampleTime: time.Now(),
+               total:      s.Blocks * bs,
+               used:       (s.Blocks - s.Bfree) * bs,
+               available:  s.Bavail * bs,
+       }
+
+       var delta string
+       if r.lastDiskSpaceSample.hasData {
+               prev := r.lastDiskSpaceSample
+               interval := nextSample.sampleTime.Sub(prev.sampleTime).Seconds()
+               delta = fmt.Sprintf(" -- interval %.4f seconds %d used",
+                       interval,
+                       int64(nextSample.used-prev.used))
+       }
+       r.Logger.Printf("statfs %d available %d used %d total%s\n",
+               nextSample.available, nextSample.used, nextSample.total, delta)
+       r.lastDiskSpaceSample = nextSample
+}
+
+type cpuSample struct {
        hasData    bool // to distinguish the zero value from real data
        sampleTime time.Time
        user       float64
@@ -292,13 +432,16 @@ type CpuSample struct {
 
 // Return the number of CPUs available in the container. Return 0 if
 // we can't figure out the real number of CPUs.
-func (r *Reporter) GetCpuCount() int64 {
+func (r *Reporter) getCPUCount() int64 {
        cpusetFile, err := r.openStatFile("cpuset", "cpuset.cpus", true)
        if err != nil {
                return 0
        }
        defer cpusetFile.Close()
        b, err := r.readAllOrWarn(cpusetFile)
+       if err != nil {
+               return 0
+       }
        sp := strings.Split(string(b), ",")
        cpus := int64(0)
        for _, v := range sp {
@@ -307,13 +450,13 @@ func (r *Reporter) GetCpuCount() int64 {
                if n == 2 {
                        cpus += (max - min) + 1
                } else {
-                       cpus += 1
+                       cpus++
                }
        }
        return cpus
 }
 
-func (r *Reporter) DoCpuStats() {
+func (r *Reporter) doCPUStats() {
        statFile, err := r.openStatFile("cpuacct", "cpuacct.stat", true)
        if err != nil {
                return
@@ -324,12 +467,16 @@ func (r *Reporter) DoCpuStats() {
                return
        }
 
-       nextSample := CpuSample{true, time.Now(), 0, 0, r.GetCpuCount()}
        var userTicks, sysTicks int64
        fmt.Sscanf(string(b), "user %d\nsystem %d", &userTicks, &sysTicks)
-       user_hz := float64(C.sysconf(C._SC_CLK_TCK))
-       nextSample.user = float64(userTicks) / user_hz
-       nextSample.sys = float64(sysTicks) / user_hz
+       userHz := float64(100)
+       nextSample := cpuSample{
+               hasData:    true,
+               sampleTime: time.Now(),
+               user:       float64(userTicks) / userHz,
+               sys:        float64(sysTicks) / userHz,
+               cpus:       r.getCPUCount(),
+       }
 
        delta := ""
        if r.lastCPUSample.hasData {
@@ -343,24 +490,35 @@ func (r *Reporter) DoCpuStats() {
        r.lastCPUSample = nextSample
 }
 
-// Report stats periodically until r.done indicates someone called
-// Stop.
+// Report stats periodically until we learn (via r.done) that someone
+// called Stop.
 func (r *Reporter) run() {
+       defer close(r.flushed)
+
        r.reportedStatFile = make(map[string]string)
 
        if !r.waitForCIDFile() || !r.waitForCgroup() {
                return
        }
 
-       r.lastNetSample = make(map[string]IoSample)
-       r.lastDiskSample = make(map[string]IoSample)
+       r.lastNetSample = make(map[string]ioSample)
+       r.lastDiskIOSample = make(map[string]ioSample)
 
-       ticker := time.NewTicker(r.Poll)
+       if len(r.TempDir) == 0 {
+               // Temporary dir not provided, try to get it from the environment.
+               r.TempDir = os.Getenv("TMPDIR")
+       }
+       if len(r.TempDir) > 0 {
+               r.Logger.Printf("notice: monitoring temp dir %s\n", r.TempDir)
+       }
+
+       ticker := time.NewTicker(r.PollPeriod)
        for {
-               r.DoMemoryStats()
-               r.DoCpuStats()
-               r.DoBlkIoStats()
-               r.DoNetworkStats()
+               r.doMemoryStats()
+               r.doCPUStats()
+               r.doBlkIOStats()
+               r.doNetworkStats()
+               r.doDiskSpaceStats()
                select {
                case <-r.done:
                        return
@@ -370,9 +528,9 @@ func (r *Reporter) run() {
 }
 
 // If CID is empty, wait for it to appear in CIDFile. Return true if
-// we get it before r.done indicates someone called Stop.
+// we get it before we learn (via r.done) that someone called Stop.
 func (r *Reporter) waitForCIDFile() bool {
-       if r.CID != "" {
+       if r.CID != "" || r.CIDFile == "" {
                return true
        }
 
@@ -387,7 +545,7 @@ func (r *Reporter) waitForCIDFile() bool {
                select {
                case <-ticker.C:
                case <-r.done:
-                       r.Logger.Printf("CID never appeared in %+q: %v", r.CIDFile, err)
+                       r.Logger.Printf("warning: CID never appeared in %+q: %v", r.CIDFile, err)
                        return false
                }
        }
@@ -400,7 +558,7 @@ func (r *Reporter) waitForCIDFile() bool {
 func (r *Reporter) waitForCgroup() bool {
        ticker := time.NewTicker(100 * time.Millisecond)
        defer ticker.Stop()
-       warningTimer := time.After(r.Poll)
+       warningTimer := time.After(r.PollPeriod)
        for {
                c, err := r.openStatFile("cpuacct", "cgroup.procs", false)
                if err == nil {
@@ -410,9 +568,9 @@ func (r *Reporter) waitForCgroup() bool {
                select {
                case <-ticker.C:
                case <-warningTimer:
-                       r.Logger.Printf("cgroup stats files have not appeared after %v (config error?) -- still waiting...", r.Poll)
+                       r.Logger.Printf("warning: cgroup stats files have not appeared after %v (config error?) -- still waiting...", r.PollPeriod)
                case <-r.done:
-                       r.Logger.Printf("cgroup stats files never appeared for %v", r.CID)
+                       r.Logger.Printf("warning: cgroup stats files never appeared for %v", r.CID)
                        return false
                }
        }