Add support for specifying UID/GID
[fio.git] / HOWTO
1 Table of contents
2 -----------------
3
4 1. Overview
5 2. How fio works
6 3. Running fio
7 4. Job file format
8 5. Detailed list of parameters
9 6. Normal output
10 7. Terse output
11
12
13 1.0 Overview and history
14 ------------------------
15 fio was originally written to save me the hassle of writing special test
16 case programs when I wanted to test a specific workload, either for
17 performance reasons or to find/reproduce a bug. The process of writing
18 such a test app can be tiresome, especially if you have to do it often.
19 Hence I needed a tool that would be able to simulate a given io workload
20 without resorting to writing a tailored test case again and again.
21
22 A test work load is difficult to define, though. There can be any number
23 of processes or threads involved, and they can each be using their own
24 way of generating io. You could have someone dirtying large amounts of
25 memory in an memory mapped file, or maybe several threads issuing
26 reads using asynchronous io. fio needed to be flexible enough to
27 simulate both of these cases, and many more.
28
29 2.0 How fio works
30 -----------------
31 The first step in getting fio to simulate a desired io workload, is
32 writing a job file describing that specific setup. A job file may contain
33 any number of threads and/or files - the typical contents of the job file
34 is a global section defining shared parameters, and one or more job
35 sections describing the jobs involved. When run, fio parses this file
36 and sets everything up as described. If we break down a job from top to
37 bottom, it contains the following basic parameters:
38
39         IO type         Defines the io pattern issued to the file(s).
40                         We may only be reading sequentially from this
41                         file(s), or we may be writing randomly. Or even
42                         mixing reads and writes, sequentially or randomly.
43
44         Block size      In how large chunks are we issuing io? This may be
45                         a single value, or it may describe a range of
46                         block sizes.
47
48         IO size         How much data are we going to be reading/writing.
49
50         IO engine       How do we issue io? We could be memory mapping the
51                         file, we could be using regular read/write, we
52                         could be using splice, async io, syslet, or even
53                         SG (SCSI generic sg).
54
55         IO depth        If the io engine is async, how large a queuing
56                         depth do we want to maintain?
57
58         IO type         Should we be doing buffered io, or direct/raw io?
59
60         Num files       How many files are we spreading the workload over.
61
62         Num threads     How many threads or processes should we spread
63                         this workload over.
64         
65 The above are the basic parameters defined for a workload, in addition
66 there's a multitude of parameters that modify other aspects of how this
67 job behaves.
68
69
70 3.0 Running fio
71 ---------------
72 See the README file for command line parameters, there are only a few
73 of them.
74
75 Running fio is normally the easiest part - you just give it the job file
76 (or job files) as parameters:
77
78 $ fio job_file
79
80 and it will start doing what the job_file tells it to do. You can give
81 more than one job file on the command line, fio will serialize the running
82 of those files. Internally that is the same as using the 'stonewall'
83 parameter described the the parameter section.
84
85 If the job file contains only one job, you may as well just give the
86 parameters on the command line. The command line parameters are identical
87 to the job parameters, with a few extra that control global parameters
88 (see README). For example, for the job file parameter iodepth=2, the
89 mirror command line option would be --iodepth 2 or --iodepth=2. You can
90 also use the command line for giving more than one job entry. For each
91 --name option that fio sees, it will start a new job with that name.
92 Command line entries following a --name entry will apply to that job,
93 until there are no more entries or a new --name entry is seen. This is
94 similar to the job file options, where each option applies to the current
95 job until a new [] job entry is seen.
96
97 fio does not need to run as root, except if the files or devices specified
98 in the job section requires that. Some other options may also be restricted,
99 such as memory locking, io scheduler switching, and decreasing the nice value.
100
101
102 4.0 Job file format
103 -------------------
104 As previously described, fio accepts one or more job files describing
105 what it is supposed to do. The job file format is the classic ini file,
106 where the names enclosed in [] brackets define the job name. You are free
107 to use any ascii name you want, except 'global' which has special meaning.
108 A global section sets defaults for the jobs described in that file. A job
109 may override a global section parameter, and a job file may even have
110 several global sections if so desired. A job is only affected by a global
111 section residing above it. If the first character in a line is a ';' or a
112 '#', the entire line is discarded as a comment.
113
114 So let's look at a really simple job file that defines two processes, each
115 randomly reading from a 128MB file.
116
117 ; -- start job file --
118 [global]
119 rw=randread
120 size=128m
121
122 [job1]
123
124 [job2]
125
126 ; -- end job file --
127
128 As you can see, the job file sections themselves are empty as all the
129 described parameters are shared. As no filename= option is given, fio
130 makes up a filename for each of the jobs as it sees fit. On the command
131 line, this job would look as follows:
132
133 $ fio --name=global --rw=randread --size=128m --name=job1 --name=job2
134
135
136 Let's look at an example that has a number of processes writing randomly
137 to files.
138
139 ; -- start job file --
140 [random-writers]
141 ioengine=libaio
142 iodepth=4
143 rw=randwrite
144 bs=32k
145 direct=0
146 size=64m
147 numjobs=4
148
149 ; -- end job file --
150
151 Here we have no global section, as we only have one job defined anyway.
152 We want to use async io here, with a depth of 4 for each file. We also
153 increased the buffer size used to 32KB and define numjobs to 4 to
154 fork 4 identical jobs. The result is 4 processes each randomly writing
155 to their own 64MB file. Instead of using the above job file, you could
156 have given the parameters on the command line. For this case, you would
157 specify:
158
159 $ fio --name=random-writers --ioengine=libaio --iodepth=4 --rw=randwrite --bs=32k --direct=0 --size=64m --numjobs=4
160
161 4.1 Environment variables
162 -------------------------
163
164 fio also supports environment variable expansion in job files. Any
165 substring of the form "${VARNAME}" as part of an option value (in other
166 words, on the right of the `='), will be expanded to the value of the
167 environment variable called VARNAME.  If no such environment variable
168 is defined, or VARNAME is the empty string, the empty string will be
169 substituted.
170
171 As an example, let's look at a sample fio invocation and job file:
172
173 $ SIZE=64m NUMJOBS=4 fio jobfile.fio
174
175 ; -- start job file --
176 [random-writers]
177 rw=randwrite
178 size=${SIZE}
179 numjobs=${NUMJOBS}
180 ; -- end job file --
181
182 This will expand to the following equivalent job file at runtime:
183
184 ; -- start job file --
185 [random-writers]
186 rw=randwrite
187 size=64m
188 numjobs=4
189 ; -- end job file --
190
191 fio ships with a few example job files, you can also look there for
192 inspiration.
193
194 4.2 Reserved keywords
195 ---------------------
196
197 Additionally, fio has a set of reserved keywords that will be replaced
198 internally with the appropriate value. Those keywords are:
199
200 $pagesize       The architecture page size of the running system
201 $mb_memory      Megabytes of total memory in the system
202 $ncpus          Number of online available CPUs
203
204 These can be used on the command line or in the job file, and will be
205 automatically substituted with the current system values when the job
206 is run. Simple math is also supported on these keywords, so you can
207 perform actions like:
208
209 size=8*$mb_memory
210
211 and get that properly expanded to 8 times the size of memory in the
212 machine.
213
214
215 5.0 Detailed list of parameters
216 -------------------------------
217
218 This section describes in details each parameter associated with a job.
219 Some parameters take an option of a given type, such as an integer or
220 a string. The following types are used:
221
222 str     String. This is a sequence of alpha characters.
223 time    Integer with possible time suffix. In seconds unless otherwise
224         specified, use eg 10m for 10 minutes. Accepts s/m/h for seconds,
225         minutes, and hours.
226 int     SI integer. A whole number value, which may contain a suffix
227         describing the base of the number. Accepted suffixes are k/m/g/t/p,
228         meaning kilo, mega, giga, tera, and peta. The suffix is not case
229         sensitive. So if you want to specify 4096, you could either write
230         out '4096' or just give 4k. The suffixes signify base 2 values, so
231         1024 is 1k and 1024k is 1m and so on. If the option accepts an upper
232         and lower range, use a colon ':' or minus '-' to separate such values.
233         May also include a prefix to indicate numbers base. If 0x is used,
234         the number is assumed to be hexadecimal. See irange.
235 bool    Boolean. Usually parsed as an integer, however only defined for
236         true and false (1 and 0).
237 irange  Integer range with suffix. Allows value range to be given, such
238         as 1024-4096. A colon may also be used as the separator, eg
239         1k:4k. If the option allows two sets of ranges, they can be
240         specified with a ',' or '/' delimiter: 1k-4k/8k-32k. Also see
241         int.
242
243 With the above in mind, here follows the complete list of fio job
244 parameters.
245
246 name=str        ASCII name of the job. This may be used to override the
247                 name printed by fio for this job. Otherwise the job
248                 name is used. On the command line this parameter has the
249                 special purpose of also signaling the start of a new
250                 job.
251
252 description=str Text description of the job. Doesn't do anything except
253                 dump this text description when this job is run. It's
254                 not parsed.
255
256 directory=str   Prefix filenames with this directory. Used to place files
257                 in a different location than "./".
258
259 filename=str    Fio normally makes up a filename based on the job name,
260                 thread number, and file number. If you want to share
261                 files between threads in a job or several jobs, specify
262                 a filename for each of them to override the default. If
263                 the ioengine used is 'net', the filename is the host, port,
264                 and protocol to use in the format of =host/port/protocol.
265                 See ioengine=net for more. If the ioengine is file based, you
266                 can specify a number of files by separating the names with a
267                 ':' colon. So if you wanted a job to open /dev/sda and /dev/sdb
268                 as the two working files, you would use
269                 filename=/dev/sda:/dev/sdb. If the wanted filename does need to
270                 include a colon, then escape that with a '\' character. For
271                 instance, if the filename is "/dev/dsk/foo@3,0:c", then you would
272                 use filename="/dev/dsk/foo@3,0\:c". '-' is a reserved name,
273                 meaning stdin or stdout. Which of the two depends on the read/write
274                 direction set.
275
276 opendir=str     Tell fio to recursively add any file it can find in this
277                 directory and down the file system tree.
278
279 lockfile=str    Fio defaults to not locking any files before it does
280                 IO to them. If a file or file descriptor is shared, fio
281                 can serialize IO to that file to make the end result
282                 consistent. This is usual for emulating real workloads that
283                 share files. The lock modes are:
284
285                         none            No locking. The default.
286                         exclusive       Only one thread/process may do IO,
287                                         excluding all others.
288                         readwrite       Read-write locking on the file. Many
289                                         readers may access the file at the
290                                         same time, but writes get exclusive
291                                         access.
292
293                 The option may be post-fixed with a lock batch number. If
294                 set, then each thread/process may do that amount of IOs to
295                 the file before giving up the lock. Since lock acquisition is
296                 expensive, batching the lock/unlocks will speed up IO.
297
298 readwrite=str
299 rw=str          Type of io pattern. Accepted values are:
300
301                         read            Sequential reads
302                         write           Sequential writes
303                         randwrite       Random writes
304                         randread        Random reads
305                         rw              Sequential mixed reads and writes
306                         randrw          Random mixed reads and writes
307
308                 For the mixed io types, the default is to split them 50/50.
309                 For certain types of io the result may still be skewed a bit,
310                 since the speed may be different. It is possible to specify
311                 a number of IO's to do before getting a new offset - this
312                 is only useful for random IO, where fio would normally
313                 generate a new random offset for every IO. If you append
314                 eg 8 to randread, you would get a new random offset for
315                 every 8 IO's. The result would be a seek for only every 8
316                 IO's, instead of for every IO. Use rw=randread:8 to specify
317                 that.
318
319 kb_base=int     The base unit for a kilobyte. The defacto base is 2^10, 1024.
320                 Storage manufacturers like to use 10^3 or 1000 as a base
321                 ten unit instead, for obvious reasons. Allow values are
322                 1024 or 1000, with 1024 being the default.
323
324 randrepeat=bool For random IO workloads, seed the generator in a predictable
325                 way so that results are repeatable across repetitions.
326
327 fadvise_hint=bool By default, fio will use fadvise() to advise the kernel
328                 on what IO patterns it is likely to issue. Sometimes you
329                 want to test specific IO patterns without telling the
330                 kernel about it, in which case you can disable this option.
331                 If set, fio will use POSIX_FADV_SEQUENTIAL for sequential
332                 IO and POSIX_FADV_RANDOM for random IO.
333
334 size=int        The total size of file io for this job. Fio will run until
335                 this many bytes has been transferred, unless runtime is
336                 limited by other options (such as 'runtime', for instance).
337                 Unless specific nrfiles and filesize options are given,
338                 fio will divide this size between the available files
339                 specified by the job.
340
341 filesize=int    Individual file sizes. May be a range, in which case fio
342                 will select sizes for files at random within the given range
343                 and limited to 'size' in total (if that is given). If not
344                 given, each created file is the same size.
345
346 fill_device=bool Sets size to something really large and waits for ENOSPC (no
347                 space left on device) as the terminating condition. Only makes
348                 sense with sequential write. For a read workload, the mount
349                 point will be filled first then IO started on the result.
350
351 blocksize=int
352 bs=int          The block size used for the io units. Defaults to 4k. Values
353                 can be given for both read and writes. If a single int is
354                 given, it will apply to both. If a second int is specified
355                 after a comma, it will apply to writes only. In other words,
356                 the format is either bs=read_and_write or bs=read,write.
357                 bs=4k,8k will thus use 4k blocks for reads, and 8k blocks
358                 for writes. If you only wish to set the write size, you
359                 can do so by passing an empty read size - bs=,8k will set
360                 8k for writes and leave the read default value.
361
362 blockalign=int
363 ba=int          At what boundary to align random IO offsets. Defaults to
364                 the same as 'blocksize' the minimum blocksize given.
365                 Minimum alignment is typically 512b for using direct IO,
366                 though it usually depends on the hardware block size. This
367                 option is mutually exclusive with using a random map for
368                 files, so it will turn off that option.
369
370 blocksize_range=irange
371 bsrange=irange  Instead of giving a single block size, specify a range
372                 and fio will mix the issued io block sizes. The issued
373                 io unit will always be a multiple of the minimum value
374                 given (also see bs_unaligned). Applies to both reads and
375                 writes, however a second range can be given after a comma.
376                 See bs=.
377
378 bssplit=str     Sometimes you want even finer grained control of the
379                 block sizes issued, not just an even split between them.
380                 This option allows you to weight various block sizes,
381                 so that you are able to define a specific amount of
382                 block sizes issued. The format for this option is:
383
384                         bssplit=blocksize/percentage:blocksize/percentage
385
386                 for as many block sizes as needed. So if you want to define
387                 a workload that has 50% 64k blocks, 10% 4k blocks, and
388                 40% 32k blocks, you would write:
389
390                         bssplit=4k/10:64k/50:32k/40
391
392                 Ordering does not matter. If the percentage is left blank,
393                 fio will fill in the remaining values evenly. So a bssplit
394                 option like this one:
395
396                         bssplit=4k/50:1k/:32k/
397
398                 would have 50% 4k ios, and 25% 1k and 32k ios. The percentages
399                 always add up to 100, if bssplit is given a range that adds
400                 up to more, it will error out.
401
402                 bssplit also supports giving separate splits to reads and
403                 writes. The format is identical to what bs= accepts. You
404                 have to separate the read and write parts with a comma. So
405                 if you want a workload that has 50% 2k reads and 50% 4k reads,
406                 while having 90% 4k writes and 10% 8k writes, you would
407                 specify:
408
409                 bssplit=2k/50:4k/50,4k/90,8k/10
410
411 blocksize_unaligned
412 bs_unaligned    If this option is given, any byte size value within bsrange
413                 may be used as a block range. This typically wont work with
414                 direct IO, as that normally requires sector alignment.
415
416 zero_buffers    If this option is given, fio will init the IO buffers to
417                 all zeroes. The default is to fill them with random data.
418
419 refill_buffers  If this option is given, fio will refill the IO buffers
420                 on every submit. The default is to only fill it at init
421                 time and reuse that data. Only makes sense if zero_buffers
422                 isn't specified, naturally. If data verification is enabled,
423                 refill_buffers is also automatically enabled.
424
425 nrfiles=int     Number of files to use for this job. Defaults to 1.
426
427 openfiles=int   Number of files to keep open at the same time. Defaults to
428                 the same as nrfiles, can be set smaller to limit the number
429                 simultaneous opens.
430
431 file_service_type=str  Defines how fio decides which file from a job to
432                 service next. The following types are defined:
433
434                         random  Just choose a file at random.
435
436                         roundrobin  Round robin over open files. This
437                                 is the default.
438
439                         sequential  Finish one file before moving on to
440                                 the next. Multiple files can still be
441                                 open depending on 'openfiles'.
442
443                 The string can have a number appended, indicating how
444                 often to switch to a new file. So if option random:4 is
445                 given, fio will switch to a new random file after 4 ios
446                 have been issued.
447
448 ioengine=str    Defines how the job issues io to the file. The following
449                 types are defined:
450
451                         sync    Basic read(2) or write(2) io. lseek(2) is
452                                 used to position the io location.
453
454                         psync   Basic pread(2) or pwrite(2) io.
455
456                         vsync   Basic readv(2) or writev(2) IO.
457
458                         libaio  Linux native asynchronous io. Note that Linux
459                                 may only support queued behaviour with
460                                 non-buffered IO (set direct=1 or buffered=0).
461
462                         posixaio glibc posix asynchronous io.
463
464                         solarisaio Solaris native asynchronous io.
465
466                         mmap    File is memory mapped and data copied
467                                 to/from using memcpy(3).
468
469                         splice  splice(2) is used to transfer the data and
470                                 vmsplice(2) to transfer data from user
471                                 space to the kernel.
472
473                         syslet-rw Use the syslet system calls to make
474                                 regular read/write async.
475
476                         sg      SCSI generic sg v3 io. May either be
477                                 synchronous using the SG_IO ioctl, or if
478                                 the target is an sg character device
479                                 we use read(2) and write(2) for asynchronous
480                                 io.
481
482                         null    Doesn't transfer any data, just pretends
483                                 to. This is mainly used to exercise fio
484                                 itself and for debugging/testing purposes.
485
486                         net     Transfer over the network to given host:port.
487                                 'filename' must be set appropriately to
488                                 filename=host/port/protocol regardless of send
489                                 or receive, if the latter only the port
490                                 argument is used. 'host' may be an IP address
491                                 or hostname, port is the port number to be used,
492                                 and protocol may be 'udp' or 'tcp'. If no
493                                 protocol is given, TCP is used.
494
495                         netsplice Like net, but uses splice/vmsplice to
496                                 map data and send/receive.
497
498                         cpuio   Doesn't transfer any data, but burns CPU
499                                 cycles according to the cpuload= and
500                                 cpucycle= options. Setting cpuload=85
501                                 will cause that job to do nothing but burn
502                                 85% of the CPU. In case of SMP machines,
503                                 use numjobs=<no_of_cpu> to get desired CPU
504                                 usage, as the cpuload only loads a single
505                                 CPU at the desired rate.
506
507                         guasi   The GUASI IO engine is the Generic Userspace
508                                 Asyncronous Syscall Interface approach
509                                 to async IO. See
510
511                                 http://www.xmailserver.org/guasi-lib.html
512
513                                 for more info on GUASI.
514
515                         external Prefix to specify loading an external
516                                 IO engine object file. Append the engine
517                                 filename, eg ioengine=external:/tmp/foo.o
518                                 to load ioengine foo.o in /tmp.
519
520 iodepth=int     This defines how many io units to keep in flight against
521                 the file. The default is 1 for each file defined in this
522                 job, can be overridden with a larger value for higher
523                 concurrency.
524
525 iodepth_batch_submit=int
526 iodepth_batch=int This defines how many pieces of IO to submit at once.
527                 It defaults to 1 which means that we submit each IO
528                 as soon as it is available, but can be raised to submit
529                 bigger batches of IO at the time.
530
531 iodepth_batch_complete=int This defines how many pieces of IO to retrieve
532                 at once. It defaults to 1 which means that we'll ask
533                 for a minimum of 1 IO in the retrieval process from
534                 the kernel. The IO retrieval will go on until we
535                 hit the limit set by iodepth_low. If this variable is
536                 set to 0, then fio will always check for completed
537                 events before queuing more IO. This helps reduce
538                 IO latency, at the cost of more retrieval system calls.
539
540 iodepth_low=int The low water mark indicating when to start filling
541                 the queue again. Defaults to the same as iodepth, meaning
542                 that fio will attempt to keep the queue full at all times.
543                 If iodepth is set to eg 16 and iodepth_low is set to 4, then
544                 after fio has filled the queue of 16 requests, it will let
545                 the depth drain down to 4 before starting to fill it again.
546
547 direct=bool     If value is true, use non-buffered io. This is usually
548                 O_DIRECT.
549
550 buffered=bool   If value is true, use buffered io. This is the opposite
551                 of the 'direct' option. Defaults to true.
552
553 offset=int      Start io at the given offset in the file. The data before
554                 the given offset will not be touched. This effectively
555                 caps the file size at real_size - offset.
556
557 fsync=int       If writing to a file, issue a sync of the dirty data
558                 for every number of blocks given. For example, if you give
559                 32 as a parameter, fio will sync the file for every 32
560                 writes issued. If fio is using non-buffered io, we may
561                 not sync the file. The exception is the sg io engine, which
562                 synchronizes the disk cache anyway.
563
564 fsyncdata=int   Like fsync= but uses fdatasync() to only sync data and not
565                 metadata blocks.
566
567 overwrite=bool  If true, writes to a file will always overwrite existing
568                 data. If the file doesn't already exist, it will be
569                 created before the write phase begins. If the file exists
570                 and is large enough for the specified write phase, nothing
571                 will be done.
572
573 end_fsync=bool  If true, fsync file contents when the job exits.
574
575 fsync_on_close=bool     If true, fio will fsync() a dirty file on close.
576                 This differs from end_fsync in that it will happen on every
577                 file close, not just at the end of the job.
578
579 rwmixread=int   How large a percentage of the mix should be reads.
580
581 rwmixwrite=int  How large a percentage of the mix should be writes. If both
582                 rwmixread and rwmixwrite is given and the values do not add
583                 up to 100%, the latter of the two will be used to override
584                 the first. This may interfere with a given rate setting,
585                 if fio is asked to limit reads or writes to a certain rate.
586                 If that is the case, then the distribution may be skewed.
587
588 norandommap     Normally fio will cover every block of the file when doing
589                 random IO. If this option is given, fio will just get a
590                 new random offset without looking at past io history. This
591                 means that some blocks may not be read or written, and that
592                 some blocks may be read/written more than once. This option
593                 is mutually exclusive with verify= if and only if multiple
594                 blocksizes (via bsrange=) are used, since fio only tracks
595                 complete rewrites of blocks.
596
597 softrandommap   See norandommap. If fio runs with the random block map enabled
598                 and it fails to allocate the map, if this option is set it
599                 will continue without a random block map. As coverage will
600                 not be as complete as with random maps, this option is
601                 disabled by default.
602
603 nice=int        Run the job with the given nice value. See man nice(2).
604
605 prio=int        Set the io priority value of this job. Linux limits us to
606                 a positive value between 0 and 7, with 0 being the highest.
607                 See man ionice(1).
608
609 prioclass=int   Set the io priority class. See man ionice(1).
610
611 thinktime=int   Stall the job x microseconds after an io has completed before
612                 issuing the next. May be used to simulate processing being
613                 done by an application. See thinktime_blocks and
614                 thinktime_spin.
615
616 thinktime_spin=int
617                 Only valid if thinktime is set - pretend to spend CPU time
618                 doing something with the data received, before falling back
619                 to sleeping for the rest of the period specified by
620                 thinktime.
621
622 thinktime_blocks
623                 Only valid if thinktime is set - control how many blocks
624                 to issue, before waiting 'thinktime' usecs. If not set,
625                 defaults to 1 which will make fio wait 'thinktime' usecs
626                 after every block.
627
628 rate=int        Cap the bandwidth used by this job. The number is in bytes/sec,
629                 the normal suffix rules apply. You can use rate=500k to limit
630                 reads and writes to 500k each, or you can specify read and
631                 writes separately. Using rate=1m,500k would limit reads to
632                 1MB/sec and writes to 500KB/sec. Capping only reads or
633                 writes can be done with rate=,500k or rate=500k,. The former
634                 will only limit writes (to 500KB/sec), the latter will only
635                 limit reads.
636
637 ratemin=int     Tell fio to do whatever it can to maintain at least this
638                 bandwidth. Failing to meet this requirement, will cause
639                 the job to exit. The same format as rate is used for
640                 read vs write separation.
641
642 rate_iops=int   Cap the bandwidth to this number of IOPS. Basically the same
643                 as rate, just specified independently of bandwidth. If the
644                 job is given a block size range instead of a fixed value,
645                 the smallest block size is used as the metric. The same format
646                 as rate is used for read vs write seperation.
647
648 rate_iops_min=int If fio doesn't meet this rate of IO, it will cause
649                 the job to exit. The same format as rate is used for read vs
650                 write seperation.
651
652 ratecycle=int   Average bandwidth for 'rate' and 'ratemin' over this number
653                 of milliseconds.
654
655 cpumask=int     Set the CPU affinity of this job. The parameter given is a
656                 bitmask of allowed CPU's the job may run on. So if you want
657                 the allowed CPUs to be 1 and 5, you would pass the decimal
658                 value of (1 << 1 | 1 << 5), or 34. See man
659                 sched_setaffinity(2). This may not work on all supported
660                 operating systems or kernel versions. This option doesn't
661                 work well for a higher CPU count than what you can store in
662                 an integer mask, so it can only control cpus 1-32. For
663                 boxes with larger CPU counts, use cpus_allowed.
664
665 cpus_allowed=str Controls the same options as cpumask, but it allows a text
666                 setting of the permitted CPUs instead. So to use CPUs 1 and
667                 5, you would specify cpus_allowed=1,5. This options also
668                 allows a range of CPUs. Say you wanted a binding to CPUs
669                 1, 5, and 8-15, you would set cpus_allowed=1,5,8-15.
670
671 startdelay=time Start this job the specified number of seconds after fio
672                 has started. Only useful if the job file contains several
673                 jobs, and you want to delay starting some jobs to a certain
674                 time.
675
676 runtime=time    Tell fio to terminate processing after the specified number
677                 of seconds. It can be quite hard to determine for how long
678                 a specified job will run, so this parameter is handy to
679                 cap the total runtime to a given time.
680
681 time_based      If set, fio will run for the duration of the runtime
682                 specified even if the file(s) are completely read or
683                 written. It will simply loop over the same workload
684                 as many times as the runtime allows.
685
686 ramp_time=time  If set, fio will run the specified workload for this amount
687                 of time before logging any performance numbers. Useful for
688                 letting performance settle before logging results, thus
689                 minimizing the runtime required for stable results. Note
690                 that the ramp_time is considered lead in time for a job,
691                 thus it will increase the total runtime if a special timeout
692                 or runtime is specified.
693
694 invalidate=bool Invalidate the buffer/page cache parts for this file prior
695                 to starting io. Defaults to true.
696
697 sync=bool       Use sync io for buffered writes. For the majority of the
698                 io engines, this means using O_SYNC.
699
700 iomem=str
701 mem=str         Fio can use various types of memory as the io unit buffer.
702                 The allowed values are:
703
704                         malloc  Use memory from malloc(3) as the buffers.
705
706                         shm     Use shared memory as the buffers. Allocated
707                                 through shmget(2).
708
709                         shmhuge Same as shm, but use huge pages as backing.
710
711                         mmap    Use mmap to allocate buffers. May either be
712                                 anonymous memory, or can be file backed if
713                                 a filename is given after the option. The
714                                 format is mem=mmap:/path/to/file.
715
716                         mmaphuge Use a memory mapped huge file as the buffer
717                                 backing. Append filename after mmaphuge, ala
718                                 mem=mmaphuge:/hugetlbfs/file
719
720                 The area allocated is a function of the maximum allowed
721                 bs size for the job, multiplied by the io depth given. Note
722                 that for shmhuge and mmaphuge to work, the system must have
723                 free huge pages allocated. This can normally be checked
724                 and set by reading/writing /proc/sys/vm/nr_hugepages on a
725                 Linux system. Fio assumes a huge page is 4MB in size. So
726                 to calculate the number of huge pages you need for a given
727                 job file, add up the io depth of all jobs (normally one unless
728                 iodepth= is used) and multiply by the maximum bs set. Then
729                 divide that number by the huge page size. You can see the
730                 size of the huge pages in /proc/meminfo. If no huge pages
731                 are allocated by having a non-zero number in nr_hugepages,
732                 using mmaphuge or shmhuge will fail. Also see hugepage-size.
733
734                 mmaphuge also needs to have hugetlbfs mounted and the file
735                 location should point there. So if it's mounted in /huge,
736                 you would use mem=mmaphuge:/huge/somefile.
737
738 iomem_align=int This indiciates the memory alignment of the IO memory buffers.
739                 Note that the given alignment is applied to the first IO unit
740                 buffer, if using iodepth the alignment of the following buffers
741                 are given by the bs used. In other words, if using a bs that is
742                 a multiple of the page sized in the system, all buffers will
743                 be aligned to this value. If using a bs that is not page
744                 aligned, the alignment of subsequent IO memory buffers is the
745                 sum of the iomem_align and bs used.
746
747 hugepage-size=int
748                 Defines the size of a huge page. Must at least be equal
749                 to the system setting, see /proc/meminfo. Defaults to 4MB.
750                 Should probably always be a multiple of megabytes, so using
751                 hugepage-size=Xm is the preferred way to set this to avoid
752                 setting a non-pow-2 bad value.
753
754 exitall         When one job finishes, terminate the rest. The default is
755                 to wait for each job to finish, sometimes that is not the
756                 desired action.
757
758 bwavgtime=int   Average the calculated bandwidth over the given time. Value
759                 is specified in milliseconds.
760
761 create_serialize=bool   If true, serialize the file creating for the jobs.
762                         This may be handy to avoid interleaving of data
763                         files, which may greatly depend on the filesystem
764                         used and even the number of processors in the system.
765
766 create_fsync=bool       fsync the data file after creation. This is the
767                         default.
768
769 create_on_open=bool     Don't pre-setup the files for IO, just create open()
770                         when it's time to do IO to that file.
771
772 pre_read=bool   If this is given, files will be pre-read into memory before
773                 starting the given IO operation. This will also clear
774                 the 'invalidate' flag, since it is pointless to pre-read
775                 and then drop the cache. This will only work for IO engines
776                 that are seekable, since they allow you to read the same data
777                 multiple times. Thus it will not work on eg network or splice
778                 IO.
779
780 unlink=bool     Unlink the job files when done. Not the default, as repeated
781                 runs of that job would then waste time recreating the file
782                 set again and again.
783
784 loops=int       Run the specified number of iterations of this job. Used
785                 to repeat the same workload a given number of times. Defaults
786                 to 1.
787
788 do_verify=bool  Run the verify phase after a write phase. Only makes sense if
789                 verify is set. Defaults to 1.
790
791 verify=str      If writing to a file, fio can verify the file contents
792                 after each iteration of the job. The allowed values are:
793
794                         md5     Use an md5 sum of the data area and store
795                                 it in the header of each block.
796
797                         crc64   Use an experimental crc64 sum of the data
798                                 area and store it in the header of each
799                                 block.
800
801                         crc32c  Use a crc32c sum of the data area and store
802                                 it in the header of each block.
803
804                         crc32c-intel Use hardware assisted crc32c calcuation
805                                 provided on SSE4.2 enabled processors.
806
807                         crc32   Use a crc32 sum of the data area and store
808                                 it in the header of each block.
809
810                         crc16   Use a crc16 sum of the data area and store
811                                 it in the header of each block.
812
813                         crc7    Use a crc7 sum of the data area and store
814                                 it in the header of each block.
815
816                         sha512  Use sha512 as the checksum function.
817
818                         sha256  Use sha256 as the checksum function.
819
820                         sha1    Use optimized sha1 as the checksum function.
821
822                         meta    Write extra information about each io
823                                 (timestamp, block number etc.). The block
824                                 number is verified.
825
826                         null    Only pretend to verify. Useful for testing
827                                 internals with ioengine=null, not for much
828                                 else.
829
830                 This option can be used for repeated burn-in tests of a
831                 system to make sure that the written data is also
832                 correctly read back. If the data direction given is
833                 a read or random read, fio will assume that it should
834                 verify a previously written file. If the data direction
835                 includes any form of write, the verify will be of the
836                 newly written data.
837
838 verifysort=bool If set, fio will sort written verify blocks when it deems
839                 it faster to read them back in a sorted manner. This is
840                 often the case when overwriting an existing file, since
841                 the blocks are already laid out in the file system. You
842                 can ignore this option unless doing huge amounts of really
843                 fast IO where the red-black tree sorting CPU time becomes
844                 significant.
845
846 verify_offset=int       Swap the verification header with data somewhere else
847                         in the block before writing. Its swapped back before
848                         verifying.
849
850 verify_interval=int     Write the verification header at a finer granularity
851                         than the blocksize. It will be written for chunks the
852                         size of header_interval. blocksize should divide this
853                         evenly.
854
855 verify_pattern=str      If set, fio will fill the io buffers with this
856                 pattern. Fio defaults to filling with totally random
857                 bytes, but sometimes it's interesting to fill with a known
858                 pattern for io verification purposes. Depending on the
859                 width of the pattern, fio will fill 1/2/3/4 bytes of the
860                 buffer at the time(it can be either a decimal or a hex number).
861                 The verify_pattern if larger than a 32-bit quantity has to
862                 be a hex number that starts with either "0x" or "0X".
863
864 verify_fatal=bool       Normally fio will keep checking the entire contents
865                 before quitting on a block verification failure. If this
866                 option is set, fio will exit the job on the first observed
867                 failure.
868
869 verify_async=int        Fio will normally verify IO inline from the submitting
870                 thread. This option takes an integer describing how many
871                 async offload threads to create for IO verification instead,
872                 causing fio to offload the duty of verifying IO contents
873                 to one or more separate threads. If using this offload
874                 option, even sync IO engines can benefit from using an
875                 iodepth setting higher than 1, as it allows them to have
876                 IO in flight while verifies are running.
877
878 verify_async_cpus=str   Tell fio to set the given CPU affinity on the
879                 async IO verification threads. See cpus_allowed for the
880                 format used.
881                 
882 stonewall       Wait for preceeding jobs in the job file to exit, before
883                 starting this one. Can be used to insert serialization
884                 points in the job file. A stone wall also implies starting
885                 a new reporting group.
886
887 new_group       Start a new reporting group. If this option isn't given,
888                 jobs in a file will be part of the same reporting group
889                 unless separated by a stone wall (or if it's a group
890                 by itself, with the numjobs option).
891
892 numjobs=int     Create the specified number of clones of this job. May be
893                 used to setup a larger number of threads/processes doing
894                 the same thing. We regard that grouping of jobs as a
895                 specific group.
896
897 group_reporting If 'numjobs' is set, it may be interesting to display
898                 statistics for the group as a whole instead of for each
899                 individual job. This is especially true of 'numjobs' is
900                 large, looking at individual thread/process output quickly
901                 becomes unwieldy. If 'group_reporting' is specified, fio
902                 will show the final report per-group instead of per-job.
903
904 thread          fio defaults to forking jobs, however if this option is
905                 given, fio will use pthread_create(3) to create threads
906                 instead.
907
908 zonesize=int    Divide a file into zones of the specified size. See zoneskip.
909
910 zoneskip=int    Skip the specified number of bytes when zonesize data has
911                 been read. The two zone options can be used to only do
912                 io on zones of a file.
913
914 write_iolog=str Write the issued io patterns to the specified file. See
915                 read_iolog.
916
917 read_iolog=str  Open an iolog with the specified file name and replay the
918                 io patterns it contains. This can be used to store a
919                 workload and replay it sometime later. The iolog given
920                 may also be a blktrace binary file, which allows fio
921                 to replay a workload captured by blktrace. See blktrace
922                 for how to capture such logging data. For blktrace replay,
923                 the file needs to be turned into a blkparse binary data
924                 file first (blktrace <device> -d file_for_fio.bin).
925
926 write_bw_log=str If given, write a bandwidth log of the jobs in this job
927                 file. Can be used to store data of the bandwidth of the
928                 jobs in their lifetime. The included fio_generate_plots
929                 script uses gnuplot to turn these text files into nice
930                 graphs. See write_log_log for behaviour of given
931                 filename. For this option, the postfix is _bw.log.
932
933 write_lat_log=str Same as write_bw_log, except that this option stores io
934                 completion latencies instead. If no filename is given
935                 with this option, the default filename of "jobname_type.log"
936                 is used. Even if the filename is given, fio will still
937                 append the type of log. So if one specifies
938
939                 write_lat_log=foo
940
941                 The actual log names will be foo_clat.log and foo_slat.log.
942                 This helps fio_generate_plot fine the logs automatically.
943
944 lockmem=int     Pin down the specified amount of memory with mlock(2). Can
945                 potentially be used instead of removing memory or booting
946                 with less memory to simulate a smaller amount of memory.
947
948 exec_prerun=str Before running this job, issue the command specified
949                 through system(3).
950
951 exec_postrun=str After the job completes, issue the command specified
952                  though system(3).
953
954 ioscheduler=str Attempt to switch the device hosting the file to the specified
955                 io scheduler before running.
956
957 cpuload=int     If the job is a CPU cycle eater, attempt to use the specified
958                 percentage of CPU cycles.
959
960 cpuchunks=int   If the job is a CPU cycle eater, split the load into
961                 cycles of the given time. In microseconds.
962
963 disk_util=bool  Generate disk utilization statistics, if the platform
964                 supports it. Defaults to on.
965
966 disable_clat=bool Disable measurements of completion latency numbers. Useful
967                 only for cutting back the number of calls to gettimeofday,
968                 as that does impact performance at really high IOPS rates.
969                 Note that to really get rid of a large amount of these
970                 calls, this option must be used with disable_slat and
971                 disable_bw as well.
972
973 disable_slat=bool Disable measurements of submission latency numbers. See
974                 disable_clat.
975
976 disable_bw=bool Disable measurements of throughput/bandwidth numbers. See
977                 disable_clat.
978
979 gtod_reduce=bool Enable all of the gettimeofday() reducing options
980                 (disable_clat, disable_slat, disable_bw) plus reduce
981                 precision of the timeout somewhat to really shrink
982                 the gettimeofday() call count. With this option enabled,
983                 we only do about 0.4% of the gtod() calls we would have
984                 done if all time keeping was enabled.
985
986 gtod_cpu=int    Sometimes it's cheaper to dedicate a single thread of
987                 execution to just getting the current time. Fio (and
988                 databases, for instance) are very intensive on gettimeofday()
989                 calls. With this option, you can set one CPU aside for
990                 doing nothing but logging current time to a shared memory
991                 location. Then the other threads/processes that run IO
992                 workloads need only copy that segment, instead of entering
993                 the kernel with a gettimeofday() call. The CPU set aside
994                 for doing these time calls will be excluded from other
995                 uses. Fio will manually clear it from the CPU mask of other
996                 jobs.
997
998 continue_on_error=bool  Normally fio will exit the job on the first observed
999                 failure. If this option is set, fio will continue the job when
1000                 there is a 'non-fatal error' (EIO or EILSEQ) until the runtime
1001                 is exceeded or the I/O size specified is completed. If this
1002                 option is used, there are two more stats that are appended,
1003                 the total error count and the first error. The error field
1004                 given in the stats is the first error that was hit during the
1005                 run.
1006
1007 cgroup=str      Add job to this control group. If it doesn't exist, it will
1008                 be created. The system must have a mounted cgroup blkio
1009                 mount point for this to work. If your system doesn't have it
1010                 mounted, you can do so with:
1011
1012                 # mount -t cgroup -o blkio none /cgroup
1013
1014 cgroup_weight=int       Set the weight of the cgroup to this value. See
1015                 the documentation that comes with the kernel, allowed values
1016                 are in the range of 100..1000.
1017
1018 uid=int         Instead of running as the invoking user, set the user ID to
1019                 this value before the thread/process does any work.
1020
1021 gid=int         Set group ID, see uid.
1022
1023 6.0 Interpreting the output
1024 ---------------------------
1025
1026 fio spits out a lot of output. While running, fio will display the
1027 status of the jobs created. An example of that would be:
1028
1029 Threads: 1: [_r] [24.8% done] [ 13509/  8334 kb/s] [eta 00h:01m:31s]
1030
1031 The characters inside the square brackets denote the current status of
1032 each thread. The possible values (in typical life cycle order) are:
1033
1034 Idle    Run
1035 ----    ---
1036 P               Thread setup, but not started.
1037 C               Thread created.
1038 I               Thread initialized, waiting.
1039         p       Thread running pre-reading file(s).
1040         R       Running, doing sequential reads.
1041         r       Running, doing random reads.
1042         W       Running, doing sequential writes.
1043         w       Running, doing random writes.
1044         M       Running, doing mixed sequential reads/writes.
1045         m       Running, doing mixed random reads/writes.
1046         F       Running, currently waiting for fsync()
1047         V       Running, doing verification of written data.
1048 E               Thread exited, not reaped by main thread yet.
1049 _               Thread reaped.
1050
1051 The other values are fairly self explanatory - number of threads
1052 currently running and doing io, rate of io since last check (read speed
1053 listed first, then write speed), and the estimated completion percentage
1054 and time for the running group. It's impossible to estimate runtime of
1055 the following groups (if any).
1056
1057 When fio is done (or interrupted by ctrl-c), it will show the data for
1058 each thread, group of threads, and disks in that order. For each data
1059 direction, the output looks like:
1060
1061 Client1 (g=0): err= 0:
1062   write: io=    32MB, bw=   666KB/s, runt= 50320msec
1063     slat (msec): min=    0, max=  136, avg= 0.03, stdev= 1.92
1064     clat (msec): min=    0, max=  631, avg=48.50, stdev=86.82
1065     bw (KB/s) : min=    0, max= 1196, per=51.00%, avg=664.02, stdev=681.68
1066   cpu        : usr=1.49%, sys=0.25%, ctx=7969, majf=0, minf=17
1067   IO depths    : 1=0.1%, 2=0.3%, 4=0.5%, 8=99.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, >32=0.0%
1068      submit    : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
1069      complete  : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
1070      issued r/w: total=0/32768, short=0/0
1071      lat (msec): 2=1.6%, 4=0.0%, 10=3.2%, 20=12.8%, 50=38.4%, 100=24.8%,
1072      lat (msec): 250=15.2%, 500=0.0%, 750=0.0%, 1000=0.0%, >=2048=0.0%
1073
1074 The client number is printed, along with the group id and error of that
1075 thread. Below is the io statistics, here for writes. In the order listed,
1076 they denote:
1077
1078 io=             Number of megabytes io performed
1079 bw=             Average bandwidth rate
1080 runt=           The runtime of that thread
1081         slat=   Submission latency (avg being the average, stdev being the
1082                 standard deviation). This is the time it took to submit
1083                 the io. For sync io, the slat is really the completion
1084                 latency, since queue/complete is one operation there. This
1085                 value can be in milliseconds or microseconds, fio will choose
1086                 the most appropriate base and print that. In the example
1087                 above, milliseconds is the best scale.
1088         clat=   Completion latency. Same names as slat, this denotes the
1089                 time from submission to completion of the io pieces. For
1090                 sync io, clat will usually be equal (or very close) to 0,
1091                 as the time from submit to complete is basically just
1092                 CPU time (io has already been done, see slat explanation).
1093         bw=     Bandwidth. Same names as the xlat stats, but also includes
1094                 an approximate percentage of total aggregate bandwidth
1095                 this thread received in this group. This last value is
1096                 only really useful if the threads in this group are on the
1097                 same disk, since they are then competing for disk access.
1098 cpu=            CPU usage. User and system time, along with the number
1099                 of context switches this thread went through, usage of
1100                 system and user time, and finally the number of major
1101                 and minor page faults.
1102 IO depths=      The distribution of io depths over the job life time. The
1103                 numbers are divided into powers of 2, so for example the
1104                 16= entries includes depths up to that value but higher
1105                 than the previous entry. In other words, it covers the
1106                 range from 16 to 31.
1107 IO submit=      How many pieces of IO were submitting in a single submit
1108                 call. Each entry denotes that amount and below, until
1109                 the previous entry - eg, 8=100% mean that we submitted
1110                 anywhere in between 5-8 ios per submit call.
1111 IO complete=    Like the above submit number, but for completions instead.
1112 IO issued=      The number of read/write requests issued, and how many
1113                 of them were short.
1114 IO latencies=   The distribution of IO completion latencies. This is the
1115                 time from when IO leaves fio and when it gets completed.
1116                 The numbers follow the same pattern as the IO depths,
1117                 meaning that 2=1.6% means that 1.6% of the IO completed
1118                 within 2 msecs, 20=12.8% means that 12.8% of the IO
1119                 took more than 10 msecs, but less than (or equal to) 20 msecs.
1120
1121 After each client has been listed, the group statistics are printed. They
1122 will look like this:
1123
1124 Run status group 0 (all jobs):
1125    READ: io=64MB, aggrb=22178, minb=11355, maxb=11814, mint=2840msec, maxt=2955msec
1126   WRITE: io=64MB, aggrb=1302, minb=666, maxb=669, mint=50093msec, maxt=50320msec
1127
1128 For each data direction, it prints:
1129
1130 io=             Number of megabytes io performed.
1131 aggrb=          Aggregate bandwidth of threads in this group.
1132 minb=           The minimum average bandwidth a thread saw.
1133 maxb=           The maximum average bandwidth a thread saw.
1134 mint=           The smallest runtime of the threads in that group.
1135 maxt=           The longest runtime of the threads in that group.
1136
1137 And finally, the disk statistics are printed. They will look like this:
1138
1139 Disk stats (read/write):
1140   sda: ios=16398/16511, merge=30/162, ticks=6853/819634, in_queue=826487, util=100.00%
1141
1142 Each value is printed for both reads and writes, with reads first. The
1143 numbers denote:
1144
1145 ios=            Number of ios performed by all groups.
1146 merge=          Number of merges io the io scheduler.
1147 ticks=          Number of ticks we kept the disk busy.
1148 io_queue=       Total time spent in the disk queue.
1149 util=           The disk utilization. A value of 100% means we kept the disk
1150                 busy constantly, 50% would be a disk idling half of the time.
1151
1152
1153 7.0 Terse output
1154 ----------------
1155
1156 For scripted usage where you typically want to generate tables or graphs
1157 of the results, fio can output the results in a semicolon separated format.
1158 The format is one long line of values, such as:
1159
1160 client1;0;0;1906777;1090804;1790;0;0;0.000000;0.000000;0;0;0.000000;0.000000;929380;1152890;25.510151%;1078276.333333;128948.113404;0;0;0;0;0;0.000000;0.000000;0;0;0.000000;0.000000;0;0;0.000000%;0.000000;0.000000;100.000000%;0.000000%;324;100.0%;0.0%;0.0%;0.0%;0.0%;0.0%;0.0%;100.0%;0.0%;0.0%;0.0%;0.0%;0.0%
1161 ;0.0%;0.0%;0.0%;0.0%;0.0%
1162
1163 To enable terse output, use the --minimal command line option.
1164
1165 Split up, the format is as follows:
1166
1167         jobname, groupid, error
1168         READ status:
1169                 KB IO, bandwidth (KB/sec), runtime (msec)
1170                 Submission latency: min, max, mean, deviation
1171                 Completion latency: min, max, mean, deviation
1172                 Bw: min, max, aggregate percentage of total, mean, deviation
1173         WRITE status:
1174                 KB IO, bandwidth (KB/sec), runtime (msec)
1175                 Submission latency: min, max, mean, deviation
1176                 Completion latency: min, max, mean, deviation
1177                 Bw: min, max, aggregate percentage of total, mean, deviation
1178         CPU usage: user, system, context switches, major faults, minor faults
1179         IO depths: <=1, 2, 4, 8, 16, 32, >=64
1180         IO latencies: <=2, 4, 10, 20, 50, 100, 250, 500, 750, 1000, >=2000
1181         Text description
1182