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