Add linux libspl support
[zfs.git] / lib / libspl / include / sys / kstat.h
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright 2006 Sun Microsystems, Inc.  All rights reserved.
23  * Use is subject to license terms.
24  */
25
26 #ifndef _SYS_KSTAT_H
27 #define _SYS_KSTAT_H
28
29
30
31 /*
32  * Definition of general kernel statistics structures and /dev/kstat ioctls
33  */
34
35 #include <sys/types.h>
36 #include <sys/time.h>
37
38 #ifdef  __cplusplus
39 extern "C" {
40 #endif
41
42 typedef int     kid_t;          /* unique kstat id */
43
44 /*
45  * Kernel statistics driver (/dev/kstat) ioctls
46  */
47
48 #define KSTAT_IOC_BASE          ('K' << 8)
49
50 #define KSTAT_IOC_CHAIN_ID      KSTAT_IOC_BASE | 0x01
51 #define KSTAT_IOC_READ          KSTAT_IOC_BASE | 0x02
52 #define KSTAT_IOC_WRITE         KSTAT_IOC_BASE | 0x03
53
54 /*
55  * /dev/kstat ioctl usage (kd denotes /dev/kstat descriptor):
56  *
57  *      kcid = ioctl(kd, KSTAT_IOC_CHAIN_ID, NULL);
58  *      kcid = ioctl(kd, KSTAT_IOC_READ, kstat_t *);
59  *      kcid = ioctl(kd, KSTAT_IOC_WRITE, kstat_t *);
60  */
61
62 #define KSTAT_STRLEN    31      /* 30 chars + NULL; must be 16 * n - 1 */
63
64 /*
65  * The generic kstat header
66  */
67
68 typedef struct kstat {
69         /*
70          * Fields relevant to both kernel and user
71          */
72         hrtime_t        ks_crtime;      /* creation time (from gethrtime()) */
73         struct kstat    *ks_next;       /* kstat chain linkage */
74         kid_t           ks_kid;         /* unique kstat ID */
75         char            ks_module[KSTAT_STRLEN]; /* provider module name */
76         uchar_t         ks_resv;        /* reserved, currently just padding */
77         int             ks_instance;    /* provider module's instance */
78         char            ks_name[KSTAT_STRLEN]; /* kstat name */
79         uchar_t         ks_type;        /* kstat data type */
80         char            ks_class[KSTAT_STRLEN]; /* kstat class */
81         uchar_t         ks_flags;       /* kstat flags */
82         void            *ks_data;       /* kstat type-specific data */
83         uint_t          ks_ndata;       /* # of type-specific data records */
84         size_t          ks_data_size;   /* total size of kstat data section */
85         hrtime_t        ks_snaptime;    /* time of last data shapshot */
86         /*
87          * Fields relevant to kernel only
88          */
89         int             (*ks_update)(struct kstat *, int); /* dynamic update */
90         void            *ks_private;    /* arbitrary provider-private data */
91         int             (*ks_snapshot)(struct kstat *, void *, int);
92         void            *ks_lock;       /* protects this kstat's data */
93 } kstat_t;
94
95 #ifdef _SYSCALL32
96
97 typedef int32_t kid32_t;
98
99 typedef struct kstat32 {
100         /*
101          * Fields relevant to both kernel and user
102          */
103         hrtime_t        ks_crtime;
104         caddr32_t       ks_next;                /* struct kstat pointer */
105         kid32_t         ks_kid;
106         char            ks_module[KSTAT_STRLEN];
107         uint8_t         ks_resv;
108         int32_t         ks_instance;
109         char            ks_name[KSTAT_STRLEN];
110         uint8_t         ks_type;
111         char            ks_class[KSTAT_STRLEN];
112         uint8_t         ks_flags;
113         caddr32_t       ks_data;                /* type-specific data */
114         uint32_t        ks_ndata;
115         size32_t        ks_data_size;
116         hrtime_t        ks_snaptime;
117         /*
118          * Fields relevant to kernel only (only needed here for padding)
119          */
120         int32_t         _ks_update;
121         caddr32_t       _ks_private;
122         int32_t         _ks_snapshot;
123         caddr32_t       _ks_lock;
124 } kstat32_t;
125
126 #endif  /* _SYSCALL32 */
127
128 /*
129  * kstat structure and locking strategy
130  *
131  * Each kstat consists of a header section (a kstat_t) and a data section.
132  * The system maintains a set of kstats, protected by kstat_chain_lock.
133  * kstat_chain_lock protects all additions to/deletions from this set,
134  * as well as all changes to kstat headers.  kstat data sections are
135  * *optionally* protected by the per-kstat ks_lock.  If ks_lock is non-NULL,
136  * kstat clients (e.g. /dev/kstat) will acquire this lock for all of their
137  * operations on that kstat.  It is up to the kstat provider to decide whether
138  * guaranteeing consistent data to kstat clients is sufficiently important
139  * to justify the locking cost.  Note, however, that most statistic updates
140  * already occur under one of the provider's mutexes, so if the provider sets
141  * ks_lock to point to that mutex, then kstat data locking is free.
142  *
143  * NOTE: variable-size kstats MUST employ kstat data locking, to prevent
144  * data-size races with kstat clients.
145  *
146  * NOTE: ks_lock is really of type (kmutex_t *); it is declared as (void *)
147  * in the kstat header so that users don't have to be exposed to all of the
148  * kernel's lock-related data structures.
149  */
150
151 #if     defined(_KERNEL)
152
153 #define KSTAT_ENTER(k)  \
154         { kmutex_t *lp = (k)->ks_lock; if (lp) mutex_enter(lp); }
155
156 #define KSTAT_EXIT(k)   \
157         { kmutex_t *lp = (k)->ks_lock; if (lp) mutex_exit(lp); }
158
159 #define KSTAT_UPDATE(k, rw)             (*(k)->ks_update)((k), (rw))
160
161 #define KSTAT_SNAPSHOT(k, buf, rw)      (*(k)->ks_snapshot)((k), (buf), (rw))
162
163 #endif  /* defined(_KERNEL) */
164
165 /*
166  * kstat time
167  *
168  * All times associated with kstats (e.g. creation time, snapshot time,
169  * kstat_timer_t and kstat_io_t timestamps, etc.) are 64-bit nanosecond values,
170  * as returned by gethrtime().  The accuracy of these timestamps is machine
171  * dependent, but the precision (units) is the same across all platforms.
172  */
173
174 /*
175  * kstat identity (KID)
176  *
177  * Each kstat is assigned a unique KID (kstat ID) when it is added to the
178  * global kstat chain.  The KID is used as a cookie by /dev/kstat to
179  * request information about the corresponding kstat.  There is also
180  * an identity associated with the entire kstat chain, kstat_chain_id,
181  * which is bumped each time a kstat is added or deleted.  /dev/kstat uses
182  * the chain ID to detect changes in the kstat chain (e.g., a new disk
183  * coming online) between ioctl()s.
184  */
185
186 /*
187  * kstat module, kstat instance
188  *
189  * ks_module and ks_instance contain the name and instance of the module
190  * that created the kstat.  In cases where there can only be one instance,
191  * ks_instance is 0.  The kernel proper (/kernel/unix) uses "unix" as its
192  * module name.
193  */
194
195 /*
196  * kstat name
197  *
198  * ks_name gives a meaningful name to a kstat.  The full kstat namespace
199  * is module.instance.name, so the name only need be unique within a
200  * module.  kstat_create() will fail if you try to create a kstat with
201  * an already-used (ks_module, ks_instance, ks_name) triplet.  Spaces are
202  * allowed in kstat names, but strongly discouraged, since they hinder
203  * awk-style processing at user level.
204  */
205
206 /*
207  * kstat type
208  *
209  * The kstat mechanism provides several flavors of kstat data, defined
210  * below.  The "raw" kstat type is just treated as an array of bytes; you
211  * can use this to export any kind of data you want.
212  *
213  * Some kstat types allow multiple data structures per kstat, e.g.
214  * KSTAT_TYPE_NAMED; others do not.  This is part of the spec for each
215  * kstat data type.
216  *
217  * User-level tools should *not* rely on the #define KSTAT_NUM_TYPES.  To
218  * get this information, read out the standard system kstat "kstat_types".
219  */
220
221 #define KSTAT_TYPE_RAW          0       /* can be anything */
222                                         /* ks_ndata >= 1 */
223 #define KSTAT_TYPE_NAMED        1       /* name/value pair */
224                                         /* ks_ndata >= 1 */
225 #define KSTAT_TYPE_INTR         2       /* interrupt statistics */
226                                         /* ks_ndata == 1 */
227 #define KSTAT_TYPE_IO           3       /* I/O statistics */
228                                         /* ks_ndata == 1 */
229 #define KSTAT_TYPE_TIMER        4       /* event timer */
230                                         /* ks_ndata >= 1 */
231
232 #define KSTAT_NUM_TYPES         5
233
234 /*
235  * kstat class
236  *
237  * Each kstat can be characterized as belonging to some broad class
238  * of statistics, e.g. disk, tape, net, vm, streams, etc.  This field
239  * can be used as a filter to extract related kstats.  The following
240  * values are currently in use: disk, tape, net, controller, vm, kvm,
241  * hat, streams, kstat, and misc.  (The kstat class encompasses things
242  * like kstat_types.)
243  */
244
245 /*
246  * kstat flags
247  *
248  * Any of the following flags may be passed to kstat_create().  They are
249  * all zero by default.
250  *
251  *      KSTAT_FLAG_VIRTUAL:
252  *
253  *              Tells kstat_create() not to allocate memory for the
254  *              kstat data section; instead, you will set the ks_data
255  *              field to point to the data you wish to export.  This
256  *              provides a convenient way to export existing data
257  *              structures.
258  *
259  *      KSTAT_FLAG_VAR_SIZE:
260  *
261  *              The size of the kstat you are creating will vary over time.
262  *              For example, you may want to use the kstat mechanism to
263  *              export a linked list.  NOTE: The kstat framework does not
264  *              manage the data section, so all variable-size kstats must be
265  *              virtual kstats.  Moreover, variable-size kstats MUST employ
266  *              kstat data locking to prevent data-size races with kstat
267  *              clients.  See the section on "kstat snapshot" for details.
268  *
269  *      KSTAT_FLAG_WRITABLE:
270  *
271  *              Makes the kstat's data section writable by root.
272  *              The ks_snapshot routine (see below) does not need to check for
273  *              this; permission checking is handled in the kstat driver.
274  *
275  *      KSTAT_FLAG_PERSISTENT:
276  *
277  *              Indicates that this kstat is to be persistent over time.
278  *              For persistent kstats, kstat_delete() simply marks the
279  *              kstat as dormant; a subsequent kstat_create() reactivates
280  *              the kstat.  This feature is provided so that statistics
281  *              are not lost across driver close/open (e.g., raw disk I/O
282  *              on a disk with no mounted partitions.)
283  *              NOTE: Persistent kstats cannot be virtual, since ks_data
284  *              points to garbage as soon as the driver goes away.
285  *
286  * The following flags are maintained by the kstat framework:
287  *
288  *      KSTAT_FLAG_DORMANT:
289  *
290  *              For persistent kstats, indicates that the kstat is in the
291  *              dormant state (e.g., the corresponding device is closed).
292  *
293  *      KSTAT_FLAG_INVALID:
294  *
295  *              This flag is set when a kstat is in a transitional state,
296  *              e.g. between kstat_create() and kstat_install().
297  *              kstat clients must not attempt to access the kstat's data
298  *              if this flag is set.
299  */
300
301 #define KSTAT_FLAG_VIRTUAL              0x01
302 #define KSTAT_FLAG_VAR_SIZE             0x02
303 #define KSTAT_FLAG_WRITABLE             0x04
304 #define KSTAT_FLAG_PERSISTENT           0x08
305 #define KSTAT_FLAG_DORMANT              0x10
306 #define KSTAT_FLAG_INVALID              0x20
307
308 /*
309  * Dynamic update support
310  *
311  * The kstat mechanism allows for an optional ks_update function to update
312  * kstat data.  This is useful for drivers where the underlying device
313  * keeps cheap hardware stats, but extraction is expensive.  Instead of
314  * constantly keeping the kstat data section up to date, you can supply a
315  * ks_update function which updates the kstat's data section on demand.
316  * To take advantage of this feature, simply set the ks_update field before
317  * calling kstat_install().
318  *
319  * The ks_update function, if supplied, must have the following structure:
320  *
321  *      int
322  *      foo_kstat_update(kstat_t *ksp, int rw)
323  *      {
324  *              if (rw == KSTAT_WRITE) {
325  *                      ... update the native stats from ksp->ks_data;
326  *                              return EACCES if you don't support this
327  *              } else {
328  *                      ... update ksp->ks_data from the native stats
329  *              }
330  *      }
331  *
332  * The ks_update return codes are: 0 for success, EACCES if you don't allow
333  * KSTAT_WRITE, and EIO for any other type of error.
334  *
335  * In general, the ks_update function may need to refer to provider-private
336  * data; for example, it may need a pointer to the provider's raw statistics.
337  * The ks_private field is available for this purpose.  Its use is entirely
338  * at the provider's discretion.
339  *
340  * All variable-size kstats MUST supply a ks_update routine, which computes
341  * and sets ks_data_size (and ks_ndata if that is meaningful), since these
342  * are needed to perform kstat snapshots (see below).
343  *
344  * No kstat locking should be done inside the ks_update routine.  The caller
345  * will already be holding the kstat's ks_lock (to ensure consistent data).
346  */
347
348 #define KSTAT_READ      0
349 #define KSTAT_WRITE     1
350
351 /*
352  * Kstat snapshot
353  *
354  * In order to get a consistent view of a kstat's data, clients must obey
355  * the kstat's locking strategy.  However, these clients may need to perform
356  * operations on the data which could cause a fault (e.g. copyout()), or
357  * operations which are simply expensive.  Doing so could cause deadlock
358  * (e.g. if you're holding a disk's kstat lock which is ultimately required
359  * to resolve a copyout() fault), performance degradation (since the providers'
360  * activity is serialized at the kstat lock), device timing problems, etc.
361  *
362  * To avoid these problems, kstat data is provided via snapshots.  Taking
363  * a snapshot is a simple process: allocate a wired-down kernel buffer,
364  * acquire the kstat's data lock, copy the data into the buffer ("take the
365  * snapshot"), and release the lock.  This ensures that the kstat's data lock
366  * will be held as briefly as possible, and that no faults will occur while
367  * the lock is held.
368  *
369  * Normally, the snapshot is taken by default_kstat_snapshot(), which
370  * timestamps the data (sets ks_snaptime), copies it, and does a little
371  * massaging to deal with incomplete transactions on i/o kstats.  However,
372  * this routine only works for kstats with contiguous data (the typical case).
373  * If you create a kstat whose data is, say, a linked list, you must provide
374  * your own ks_snapshot routine.  The routine you supply must have the
375  * following prototype (replace "foo" with something appropriate):
376  *
377  *      int foo_kstat_snapshot(kstat_t *ksp, void *buf, int rw);
378  *
379  * The minimal snapshot routine -- one which copies contiguous data that
380  * doesn't need any massaging -- would be this:
381  *
382  *      ksp->ks_snaptime = gethrtime();
383  *      if (rw == KSTAT_WRITE)
384  *              bcopy(buf, ksp->ks_data, ksp->ks_data_size);
385  *      else
386  *              bcopy(ksp->ks_data, buf, ksp->ks_data_size);
387  *      return (0);
388  *
389  * A more illuminating example is taking a snapshot of a linked list:
390  *
391  *      ksp->ks_snaptime = gethrtime();
392  *      if (rw == KSTAT_WRITE)
393  *              return (EACCES);                ... See below ...
394  *      for (foo = first_foo; foo; foo = foo->next) {
395  *              bcopy((char *) foo, (char *) buf, sizeof (struct foo));
396  *              buf = ((struct foo *) buf) + 1;
397  *      }
398  *      return (0);
399  *
400  * In the example above, we have decided that we don't want to allow
401  * KSTAT_WRITE access, so we return EACCES if this is attempted.
402  *
403  * The key points are:
404  *
405  *      (1) ks_snaptime must be set (via gethrtime()) to timestamp the data.
406  *      (2) Data gets copied from the kstat to the buffer on KSTAT_READ,
407  *              and from the buffer to the kstat on KSTAT_WRITE.
408  *      (3) ks_snapshot return values are: 0 for success, EACCES if you
409  *              don't allow KSTAT_WRITE, and EIO for any other type of error.
410  *
411  * Named kstats (see section on "Named statistics" below) containing long
412  * strings (KSTAT_DATA_STRING) need special handling.  The kstat driver
413  * assumes that all strings are copied into the buffer after the array of
414  * named kstats, and the pointers (KSTAT_NAMED_STR_PTR()) are updated to point
415  * into the copy within the buffer. The default snapshot routine does this,
416  * but overriding routines should contain at least the following:
417  *
418  * if (rw == KSTAT_READ) {
419  *      kstat_named_t *knp = buf;
420  *      char *end = knp + ksp->ks_ndata;
421  *      uint_t i;
422  *
423  *      ... Do the regular copy ...
424  *      bcopy(ksp->ks_data, buf, sizeof (kstat_named_t) * ksp->ks_ndata);
425  *
426  *      for (i = 0; i < ksp->ks_ndata; i++, knp++) {
427  *              if (knp[i].data_type == KSTAT_DATA_STRING &&
428  *                  KSTAT_NAMED_STR_PTR(knp) != NULL) {
429  *                      bcopy(KSTAT_NAMED_STR_PTR(knp), end,
430  *                          KSTAT_NAMED_STR_BUFLEN(knp));
431  *                      KSTAT_NAMED_STR_PTR(knp) = end;
432  *                      end += KSTAT_NAMED_STR_BUFLEN(knp);
433  *              }
434  *      }
435  */
436
437 /*
438  * Named statistics.
439  *
440  * List of arbitrary name=value statistics.
441  */
442
443 typedef struct kstat_named {
444         char    name[KSTAT_STRLEN];     /* name of counter */
445         uchar_t data_type;              /* data type */
446         union {
447                 char            c[16];  /* enough for 128-bit ints */
448                 int32_t         i32;
449                 uint32_t        ui32;
450                 struct {
451                         union {
452                                 char            *ptr;   /* NULL-term string */
453 #if defined(_KERNEL) && defined(_MULTI_DATAMODEL)
454                                 caddr32_t       ptr32;
455 #endif
456                                 char            __pad[8]; /* 64-bit padding */
457                         } addr;
458                         uint32_t        len;    /* # bytes for strlen + '\0' */
459                 } str;
460 /*
461  * The int64_t and uint64_t types are not valid for a maximally conformant
462  * 32-bit compilation environment (cc -Xc) using compilers prior to the
463  * introduction of C99 conforming compiler (reference ISO/IEC 9899:1990).
464  * In these cases, the visibility of i64 and ui64 is only permitted for
465  * 64-bit compilation environments or 32-bit non-maximally conformant
466  * C89 or C90 ANSI C compilation environments (cc -Xt and cc -Xa). In the
467  * C99 ANSI C compilation environment, the long long type is supported.
468  * The _INT64_TYPE is defined by the implementation (see sys/int_types.h).
469  */
470 #if defined(_INT64_TYPE)
471                 int64_t         i64;
472                 uint64_t        ui64;
473 #endif
474                 long            l;
475                 ulong_t         ul;
476
477                 /* These structure members are obsolete */
478
479                 longlong_t      ll;
480                 u_longlong_t    ull;
481                 float           f;
482                 double          d;
483         } value;                        /* value of counter */
484 } kstat_named_t;
485
486 #define KSTAT_DATA_CHAR         0
487 #define KSTAT_DATA_INT32        1
488 #define KSTAT_DATA_UINT32       2
489 #define KSTAT_DATA_INT64        3
490 #define KSTAT_DATA_UINT64       4
491
492 #if !defined(_LP64)
493 #define KSTAT_DATA_LONG         KSTAT_DATA_INT32
494 #define KSTAT_DATA_ULONG        KSTAT_DATA_UINT32
495 #else
496 #if !defined(_KERNEL)
497 #define KSTAT_DATA_LONG         KSTAT_DATA_INT64
498 #define KSTAT_DATA_ULONG        KSTAT_DATA_UINT64
499 #else
500 #define KSTAT_DATA_LONG         7       /* only visible to the kernel */
501 #define KSTAT_DATA_ULONG        8       /* only visible to the kernel */
502 #endif  /* !_KERNEL */
503 #endif  /* !_LP64 */
504
505 /*
506  * Statistics exporting named kstats with long strings (KSTAT_DATA_STRING)
507  * may not make the assumption that ks_data_size is equal to (ks_ndata * sizeof
508  * (kstat_named_t)).  ks_data_size in these cases is equal to the sum of the
509  * amount of space required to store the strings (ie, the sum of
510  * KSTAT_NAMED_STR_BUFLEN() for all KSTAT_DATA_STRING statistics) plus the
511  * space required to store the kstat_named_t's.
512  *
513  * The default update routine will update ks_data_size automatically for
514  * variable-length kstats containing long strings (using the default update
515  * routine only makes sense if the string is the only thing that is changing
516  * in size, and ks_ndata is constant).  Fixed-length kstats containing long
517  * strings must explicitly change ks_data_size (after creation but before
518  * initialization) to reflect the correct amount of space required for the
519  * long strings and the kstat_named_t's.
520  */
521 #define KSTAT_DATA_STRING       9
522
523 /* These types are obsolete */
524
525 #define KSTAT_DATA_LONGLONG     KSTAT_DATA_INT64
526 #define KSTAT_DATA_ULONGLONG    KSTAT_DATA_UINT64
527 #define KSTAT_DATA_FLOAT        5
528 #define KSTAT_DATA_DOUBLE       6
529
530 #define KSTAT_NAMED_PTR(kptr)   ((kstat_named_t *)(kptr)->ks_data)
531
532 /*
533  * Retrieve the pointer of the string contained in the given named kstat.
534  */
535 #define KSTAT_NAMED_STR_PTR(knptr) ((knptr)->value.str.addr.ptr)
536
537 /*
538  * Retrieve the length of the buffer required to store the string in the given
539  * named kstat.
540  */
541 #define KSTAT_NAMED_STR_BUFLEN(knptr) ((knptr)->value.str.len)
542
543 /*
544  * Interrupt statistics.
545  *
546  * An interrupt is a hard interrupt (sourced from the hardware device
547  * itself), a soft interrupt (induced by the system via the use of
548  * some system interrupt source), a watchdog interrupt (induced by
549  * a periodic timer call), spurious (an interrupt entry point was
550  * entered but there was no interrupt condition to service),
551  * or multiple service (an interrupt condition was detected and
552  * serviced just prior to returning from any of the other types).
553  *
554  * Measurement of the spurious class of interrupts is useful for
555  * autovectored devices in order to pinpoint any interrupt latency
556  * problems in a particular system configuration.
557  *
558  * Devices that have more than one interrupt of the same
559  * type should use multiple structures.
560  */
561
562 #define KSTAT_INTR_HARD                 0
563 #define KSTAT_INTR_SOFT                 1
564 #define KSTAT_INTR_WATCHDOG             2
565 #define KSTAT_INTR_SPURIOUS             3
566 #define KSTAT_INTR_MULTSVC              4
567
568 #define KSTAT_NUM_INTRS                 5
569
570 typedef struct kstat_intr {
571         uint_t  intrs[KSTAT_NUM_INTRS]; /* interrupt counters */
572 } kstat_intr_t;
573
574 #define KSTAT_INTR_PTR(kptr)    ((kstat_intr_t *)(kptr)->ks_data)
575
576 /*
577  * I/O statistics.
578  */
579
580 typedef struct kstat_io {
581
582         /*
583          * Basic counters.
584          *
585          * The counters should be updated at the end of service
586          * (e.g., just prior to calling biodone()).
587          */
588
589         u_longlong_t    nread;          /* number of bytes read */
590         u_longlong_t    nwritten;       /* number of bytes written */
591         uint_t          reads;          /* number of read operations */
592         uint_t          writes;         /* number of write operations */
593
594         /*
595          * Accumulated time and queue length statistics.
596          *
597          * Accumulated time statistics are kept as a running sum
598          * of "active" time.  Queue length statistics are kept as a
599          * running sum of the product of queue length and elapsed time
600          * at that length -- i.e., a Riemann sum for queue length
601          * integrated against time.  (You can also think of the active time
602          * as a Riemann sum, for the boolean function (queue_length > 0)
603          * integrated against time, or you can think of it as the
604          * Lebesgue measure of the set on which queue_length > 0.)
605          *
606          *              ^
607          *              |                       _________
608          *              8                       | i4    |
609          *              |                       |       |
610          *      Queue   6                       |       |
611          *      Length  |       _________       |       |
612          *              4       | i2    |_______|       |
613          *              |       |           i3          |
614          *              2_______|                       |
615          *              |    i1                         |
616          *              |_______________________________|
617          *              Time->  t1      t2      t3      t4
618          *
619          * At each change of state (entry or exit from the queue),
620          * we add the elapsed time (since the previous state change)
621          * to the active time if the queue length was non-zero during
622          * that interval; and we add the product of the elapsed time
623          * times the queue length to the running length*time sum.
624          *
625          * This method is generalizable to measuring residency
626          * in any defined system: instead of queue lengths, think
627          * of "outstanding RPC calls to server X".
628          *
629          * A large number of I/O subsystems have at least two basic
630          * "lists" of transactions they manage: one for transactions
631          * that have been accepted for processing but for which processing
632          * has yet to begin, and one for transactions which are actively
633          * being processed (but not done). For this reason, two cumulative
634          * time statistics are defined here: wait (pre-service) time,
635          * and run (service) time.
636          *
637          * All times are 64-bit nanoseconds (hrtime_t), as returned by
638          * gethrtime().
639          *
640          * The units of cumulative busy time are accumulated nanoseconds.
641          * The units of cumulative length*time products are elapsed time
642          * times queue length.
643          *
644          * Updates to the fields below are performed implicitly by calls to
645          * these five functions:
646          *
647          *      kstat_waitq_enter()
648          *      kstat_waitq_exit()
649          *      kstat_runq_enter()
650          *      kstat_runq_exit()
651          *
652          *      kstat_waitq_to_runq()           (see below)
653          *      kstat_runq_back_to_waitq()      (see below)
654          *
655          * Since kstat_waitq_exit() is typically followed immediately
656          * by kstat_runq_enter(), there is a single kstat_waitq_to_runq()
657          * function which performs both operations.  This is a performance
658          * win since only one timestamp is required.
659          *
660          * In some instances, it may be necessary to move a request from
661          * the run queue back to the wait queue, e.g. for write throttling.
662          * For these situations, call kstat_runq_back_to_waitq().
663          *
664          * These fields should never be updated by any other means.
665          */
666
667         hrtime_t wtime;         /* cumulative wait (pre-service) time */
668         hrtime_t wlentime;      /* cumulative wait length*time product */
669         hrtime_t wlastupdate;   /* last time wait queue changed */
670         hrtime_t rtime;         /* cumulative run (service) time */
671         hrtime_t rlentime;      /* cumulative run length*time product */
672         hrtime_t rlastupdate;   /* last time run queue changed */
673
674         uint_t  wcnt;           /* count of elements in wait state */
675         uint_t  rcnt;           /* count of elements in run state */
676
677 } kstat_io_t;
678
679 #define KSTAT_IO_PTR(kptr)      ((kstat_io_t *)(kptr)->ks_data)
680
681 /*
682  * Event timer statistics - cumulative elapsed time and number of events.
683  *
684  * Updates to these fields are performed implicitly by calls to
685  * kstat_timer_start() and kstat_timer_stop().
686  */
687
688 typedef struct kstat_timer {
689         char            name[KSTAT_STRLEN];     /* event name */
690         uchar_t         resv;                   /* reserved */
691         u_longlong_t    num_events;             /* number of events */
692         hrtime_t        elapsed_time;           /* cumulative elapsed time */
693         hrtime_t        min_time;               /* shortest event duration */
694         hrtime_t        max_time;               /* longest event duration */
695         hrtime_t        start_time;             /* previous event start time */
696         hrtime_t        stop_time;              /* previous event stop time */
697 } kstat_timer_t;
698
699 #define KSTAT_TIMER_PTR(kptr)   ((kstat_timer_t *)(kptr)->ks_data)
700
701 #if     defined(_KERNEL)
702
703 #include <sys/t_lock.h>
704
705 extern kid_t    kstat_chain_id;         /* bumped at each state change */
706 extern void     kstat_init(void);       /* initialize kstat framework */
707
708 /*
709  * Adding and deleting kstats.
710  *
711  * The typical sequence to add a kstat is:
712  *
713  *      ksp = kstat_create(module, instance, name, class, type, ndata, flags);
714  *      if (ksp) {
715  *              ... provider initialization, if necessary
716  *              kstat_install(ksp);
717  *      }
718  *
719  * There are three logically distinct steps here:
720  *
721  * Step 1: System Initialization (kstat_create)
722  *
723  * kstat_create() performs system initialization.  kstat_create()
724  * allocates memory for the entire kstat (header plus data), initializes
725  * all header fields, initializes the data section to all zeroes, assigns
726  * a unique KID, and puts the kstat onto the system's kstat chain.
727  * The returned kstat is marked invalid (KSTAT_FLAG_INVALID is set),
728  * because the provider (caller) has not yet had a chance to initialize
729  * the data section.
730  *
731  * By default, kstats are exported to all zones on the system.  A kstat may be
732  * created via kstat_create_zone() to specify a zone to which the statistics
733  * should be exported.  kstat_zone_add() may be used to specify additional
734  * zones to which the statistics are to be exported.
735  *
736  * Step 2: Provider Initialization
737  *
738  * The provider performs any necessary initialization of the data section,
739  * e.g. setting the name fields in a KSTAT_TYPE_NAMED.  Virtual kstats set
740  * the ks_data field at this time.  The provider may also set the ks_update,
741  * ks_snapshot, ks_private, and ks_lock fields if necessary.
742  *
743  * Step 3: Installation (kstat_install)
744  *
745  * Once the kstat is completely initialized, kstat_install() clears the
746  * INVALID flag, thus making the kstat accessible to the outside world.
747  * kstat_install() also clears the DORMANT flag for persistent kstats.
748  *
749  * Removing a kstat from the system
750  *
751  * kstat_delete(ksp) removes ksp from the kstat chain and frees all
752  * associated system resources.  NOTE: When you call kstat_delete(),
753  * you must NOT be holding that kstat's ks_lock.  Otherwise, you may
754  * deadlock with a kstat reader.
755  *
756  * Persistent kstats
757  *
758  * From the provider's point of view, persistence is transparent.  The only
759  * difference between ephemeral (normal) kstats and persistent kstats
760  * is that you pass KSTAT_FLAG_PERSISTENT to kstat_create().  Magically,
761  * this has the effect of making your data visible even when you're
762  * not home.  Persistence is important to tools like iostat, which want
763  * to get a meaningful picture of disk activity.  Without persistence,
764  * raw disk i/o statistics could never accumulate: they would come and
765  * go with each open/close of the raw device.
766  *
767  * The magic of persistence works by slightly altering the behavior of
768  * kstat_create() and kstat_delete().  The first call to kstat_create()
769  * creates a new kstat, as usual.  However, kstat_delete() does not
770  * actually delete the kstat: it performs one final update of the data
771  * (i.e., calls the ks_update routine), marks the kstat as dormant, and
772  * sets the ks_lock, ks_update, ks_private, and ks_snapshot fields back
773  * to their default values (since they might otherwise point to garbage,
774  * e.g. if the provider is going away).  kstat clients can still access
775  * the dormant kstat just like a live kstat; they just continue to see
776  * the final data values as long as the kstat remains dormant.
777  * All subsequent kstat_create() calls simply find the already-existing,
778  * dormant kstat and return a pointer to it, without altering any fields.
779  * The provider then performs its usual initialization sequence, and
780  * calls kstat_install().  kstat_install() uses the old data values to
781  * initialize the native data (i.e., ks_update is called with KSTAT_WRITE),
782  * thus making it seem like you were never gone.
783  */
784
785 extern kstat_t *kstat_create(const char *, int, const char *, const char *,
786     uchar_t, uint_t, uchar_t);
787 extern kstat_t *kstat_create_zone(const char *, int, const char *,
788     const char *, uchar_t, uint_t, uchar_t, zoneid_t);
789 extern void kstat_install(kstat_t *);
790 extern void kstat_delete(kstat_t *);
791 extern void kstat_named_setstr(kstat_named_t *knp, const char *src);
792 extern void kstat_set_string(char *, const char *);
793 extern void kstat_delete_byname(const char *, int, const char *);
794 extern void kstat_delete_byname_zone(const char *, int, const char *, zoneid_t);
795 extern void kstat_named_init(kstat_named_t *, const char *, uchar_t);
796 extern void kstat_timer_init(kstat_timer_t *, const char *);
797 extern void kstat_waitq_enter(kstat_io_t *);
798 extern void kstat_waitq_exit(kstat_io_t *);
799 extern void kstat_runq_enter(kstat_io_t *);
800 extern void kstat_runq_exit(kstat_io_t *);
801 extern void kstat_waitq_to_runq(kstat_io_t *);
802 extern void kstat_runq_back_to_waitq(kstat_io_t *);
803 extern void kstat_timer_start(kstat_timer_t *);
804 extern void kstat_timer_stop(kstat_timer_t *);
805
806 extern void kstat_zone_add(kstat_t *, zoneid_t);
807 extern void kstat_zone_remove(kstat_t *, zoneid_t);
808 extern int kstat_zone_find(kstat_t *, zoneid_t);
809
810 extern kstat_t *kstat_hold_bykid(kid_t kid, zoneid_t);
811 extern kstat_t *kstat_hold_byname(const char *, int, const char *, zoneid_t);
812 extern void kstat_rele(kstat_t *);
813
814 #endif  /* defined(_KERNEL) */
815
816 #ifdef  __cplusplus
817 }
818 #endif
819
820 #endif  /* _SYS_KSTAT_H */