Fio 2.0
[fio.git] / README
1 fio
2 ---
3
4 fio is a tool that will spawn a number of threads or processes doing a
5 particular type of io action as specified by the user. fio takes a
6 number of global parameters, each inherited by the thread unless
7 otherwise parameters given to them overriding that setting is given.
8 The typical use of fio is to write a job file matching the io load
9 one wants to simulate.
10
11
12 Source
13 ------
14
15 fio resides in a git repo, the canonical place is:
16
17 git://git.kernel.dk/fio.git
18
19 If you are inside a corporate firewall, git:// may not always work for
20 you. In that case you can use the http protocol, path is the same:
21
22 http://git.kernel.dk/fio.git
23
24 Snapshots are frequently generated and they include the git meta data as
25 well. You can download them here:
26
27 http://brick.kernel.dk/snaps/
28
29
30 Binary packages
31 ---------------
32
33 Debian:
34 Starting with Debian "Squeeze", fio packages are part of the official
35 Debian repository. http://packages.debian.org/search?keywords=fio
36
37 Ubuntu:
38 Starting with Ubuntu 10.04 LTS (aka "Lucid Lynx"), fio packages are part
39 of the Ubuntu "universe" repository.
40 http://packages.ubuntu.com/search?keywords=fio
41
42 SUSE:
43 Pascal Bleser <guru@unixtech.be> has fio RPMs in his repository for SUSE
44 variants, you can find them here:
45 http://linux01.gwdg.de/~pbleser/rpm-navigation.php?cat=System/fio
46
47 Red Hat, CentOS & Co:
48 Dag WieĆ«rs has RPMs for Red Hat related distros, find them here:
49 http://dag.wieers.com/rpm/packages/fio/
50
51 Mandriva:
52 Mandriva has integrated fio into their package repository, so installing
53 on that distro should be as easy as typing 'urpmi fio'.
54
55 Solaris:
56 Packages for Solaris are available from OpenCSW. Install their pkgutil
57 tool (http://www.opencsw.org/get-it/pkgutil/) and then install fio via
58 'pkgutil -i fio'.
59
60 Windows:
61 Bruce Cran <bruce@cran.org.uk> has fio packages for Windows at
62 http://www.bluestop.org/fio .
63
64
65 Mailing list
66 ------------
67
68 There's a mailing list associated with fio. It's meant for general
69 discussion, bug reporting, questions, and development - basically anything
70 that has to do with fio. An automated mail detailing recent commits is
71 automatically sent to the list at most daily. The list address is
72 fio@vger.kernel.org, subscribe by sending an email to
73 majordomo@vger.kernel.org with
74
75 subscribe fio
76
77 in the body of the email. Archives can be found here:
78
79 http://www.spinics.net/lists/fio/
80
81 and archives for the old list can be found here:
82
83 http://maillist.kernel.dk/fio-devel/
84
85
86 Building
87 --------
88
89 Just type 'make' and 'make install'.
90
91 Note that GNU make is required. On BSD it's available from devel/gmake;
92 on Solaris it's in the SUNWgmake package. On platforms where GNU make
93 isn't the default, type 'gmake' instead of 'make'.
94
95 If your compile fails with an error like this:
96
97     CC gettime.o
98 In file included from fio.h:23,
99                  from gettime.c:8:
100 os/os.h:15:20: error: libaio.h: No such file or directory
101 In file included from gettime.c:8:
102 fio.h:119: error: field 'iocb' has incomplete type
103 make: *** [gettime.o] Error 1
104
105 Check that you have the libaio development package installed. On RPM
106 based distros, it's typically called libaio-devel.
107
108
109 Windows
110 -------
111
112 On Windows Cygwin (http://www.cygwin.com) is required with at least
113 devel/gcc4 and devel/make installed in order to build fio, and
114 admin/cygrunsrv to run it. You can also install devel/git to fetch/update
115 the source files. To create an MSI installer package put a copy of Cygwin
116 in os\windows\fio, install WiX 3.6 from http://wix.sourceforge.net/releases/
117 and run dobuild.cmd from the os/windows directory.
118
119 Before running fio you'll need to have a copy of cygserver running. Run 
120 "/usr/bin/cygserver-config" from an elevated Cygwin shell (i.e. launch the
121 Cygwin shell under the Administrator account) to configure it. Once
122 configured, run "net start cygserver" to start it, or type
123 "/usr/sbin/cygserver &" in the Cygwin shell to start a local copy. 
124
125 If fio exits with the message "Bad system call" it normally means that
126 Cygserver isn't running.
127
128
129 Command line
130 ------------
131
132 $ fio
133         --debug                 Enable some debugging options (see below)
134         --output                Write output to file
135         --timeout               Runtime in seconds
136         --latency-log           Generate per-job latency logs
137         --bandwidth-log         Generate per-job bandwidth logs
138         --minimal               Minimal (terse) output
139         --version               Print version info and exit
140         --terse-version=type    Terse version output format (default 3, or 2).
141         --help                  Print this page
142         --cmdhelp=cmd           Print command help, "all" for all of them
143         --enghelp=engine        Print ioengine help, or list available ioengines
144         --enghelp=engine,cmd    Print help for an ioengine cmd
145         --showcmd               Turn a job file into command line options
146         --readonly              Turn on safety read-only checks, preventing
147                                 writes
148         --eta=when              When ETA estimate should be printed
149                                 May be "always", "never" or "auto"
150         --section=name          Only run specified section in job file.
151                                 Multiple sections can be specified.
152         --alloc-size=kb Set smalloc pool to this size in kb (def 1024)
153         --warnings-fatal Fio parser warnings are fatal
154         --max-jobs              Maximum number of threads/processes to support
155         --server=args           Start backend server. See Client/Server section.
156         --client=host           Connect to specified backend.
157
158
159 Any parameters following the options will be assumed to be job files,
160 unless they match a job file parameter. You can add as many as you want,
161 each job file will be regarded as a separate group and fio will stonewall
162 its execution.
163
164 The --readonly switch is an extra safety guard to prevent accidentally
165 turning on a write setting when that is not desired. Fio will only write
166 if rw=write/randwrite/rw/randrw is given, but this extra safety net can
167 be used as an extra precaution. It will also enable a write check in the
168 io engine core to prevent an accidental write due to a fio bug.
169
170 The debug switch allows adding options that trigger certain logging
171 options in fio. Currently the options are:
172
173         process         Dump info related to processes
174         file            Dump info related to file actions
175         io                      Dump info related to IO queuing
176         mem                     Dump info related to memory allocations
177         blktrace        Dump info related to blktrace setup
178         verify          Dump info related to IO verification
179         all                     Enable all debug options
180         random          Dump info related to random offset generation
181         parse           Dump info related to option matching and parsing
182         diskutil        Dump info related to disk utilization updates
183         job:x           Dump info only related to job number x
184         mutex           Dump info only related to mutex up/down ops
185         profile         Dump info related to profile extensions
186         time            Dump info related to internal time keeping
187         ? or help       Show available debug options.
188
189 You can specify as many as you want, eg --debug=file,mem will enable
190 file and memory debugging.
191
192 The section switch is meant to make it easier to ship a bigger job file
193 instead of several smaller ones. Say you define a job file with light,
194 moderate, and heavy parts. Then you can ask fio to run the given part
195 only by giving it a --section=heavy command line option. The section
196 option only applies to job sections, the reserved 'global' section is
197 always parsed and taken into account.
198
199 Fio has an internal allocator for shared memory called smalloc. It
200 allocates shared structures from this pool. The pool defaults to 1024k
201 in size, and can grow to 128 pools. If running large jobs with randommap
202 enabled it can run out of memory, in which case the --alloc-size switch
203 is handy for starting with a larger pool size. The backing store is
204 files in /tmp. Fio cleans up after itself, while it is running you
205 may see .fio_smalloc.* files in /tmp.
206
207
208 Job file
209 --------
210
211 See the HOWTO file for a more detailed description of parameters and what
212 they mean. This file contains the terse version. You can describe big and
213 complex setups with the command line, but generally it's a lot easier to
214 just write a simple job file to describe the workload. The job file format
215 is in the ini style format, as that is easy to read and write for the user.
216
217 The job file parameters are:
218
219         name=x          Use 'x' as the identifier for this job.
220         description=x   'x' is a text description of the job.
221         directory=x     Use 'x' as the top level directory for storing files
222         filename=x      Force the use of 'x' as the filename for all files
223                         in this thread. If not given, fio will make up
224                         a suitable filename based on the thread and file
225                         number.
226         rw=x            'x' may be: read, randread, write, randwrite,
227                         rw (read-write mix), randrw (read-write random mix)
228         rwmixcycle=x    Base cycle for switching between read and write
229                         in msecs.
230         rwmixread=x     'x' percentage of rw mix ios will be reads. If
231                         rwmixwrite is also given, the last of the two will
232                          be used if they don't add up to 100%.
233         rwmixwrite=x    'x' percentage of rw mix ios will be writes. See
234                         rwmixread.
235         rand_repeatable=x  The sequence of random io blocks can be repeatable
236                         across runs, if 'x' is 1.
237         size=x          Set file size to x bytes (x string can include k/m/g)
238         ioengine=x      'x' may be: aio/libaio/linuxaio for Linux aio,
239                         posixaio for POSIX aio, solarisaio for Solaris
240                         native async IO, windowsaio for Windows native async IO,
241                         sync for regular read/write io,
242                         psync for regular pread/pwrite io, vsync for regular
243                         readv/writev (with queuing emulation) mmap for mmap'ed
244                         io, syslet-rw for syslet driven read/write, splice for
245                         using splice/vmsplice, sg for direct SG_IO io, net
246                         for network io, or cpuio for a cycler burner load. sg
247                         only works on Linux on SCSI (or SCSI-like devices, such
248                         as usb-storage or sata/libata driven) devices. Fio also
249                         has a null io engine, which is mainly used for testing
250                         fio itself.
251
252         iodepth=x       For async io, allow 'x' ios in flight
253         overwrite=x     If 'x', layout a write file first.
254         nrfiles=x       Spread io load over 'x' number of files per job,
255                         if possible.
256         prio=x          Run io at prio X, 0-7 is the kernel allowed range
257         prioclass=x     Run io at prio class X
258         bs=x            Use 'x' for thread blocksize. May include k/m postfix.
259         bsrange=x-y     Mix thread block sizes randomly between x and y. May
260                         also include k/m postfix.
261         direct=x        1 for direct IO, 0 for buffered IO
262         thinktime=x     "Think" x usec after each io
263         rate=x          Throttle rate to x KB/sec
264         ratemin=x       Quit if rate of x KB/sec can't be met
265         ratecycle=x     ratemin averaged over x msecs
266         cpumask=x       Only allow job to run on CPUs defined by mask.
267         cpus_allowed=x  Like 'cpumask', but allow text setting of CPU affinity.
268         fsync=x         If writing with buffered IO, fsync after every
269                         'x' blocks have been written.
270         end_fsync=x     If 'x', run fsync() after end-of-job.
271         startdelay=x    Start this thread x seconds after startup
272         runtime=x       Terminate x seconds after startup. Can include a
273                         normal time suffix if not given in seconds, such as
274                         'm' for minutes, 'h' for hours, and 'd' for days.
275         offset=x        Start io at offset x (x string can include k/m/g)
276         invalidate=x    Invalidate page cache for file prior to doing io
277         sync=x          Use sync writes if x and writing buffered IO.
278         mem=x           If x == malloc, use malloc for buffers. If x == shm,
279                         use shared memory for buffers. If x == mmap, use
280                         anonymous mmap.
281         exitall         When one thread quits, terminate the others
282         bwavgtime=x     Average bandwidth stats over an x msec window.
283         create_serialize=x      If 'x', serialize file creation.
284         create_fsync=x  If 'x', run fsync() after file creation.
285         unlink          If set, unlink files when done.
286         loops=x         Run the job 'x' number of times.
287         verify=x        If 'x' == md5, use md5 for verifies. If 'x' == crc32,
288                         use crc32 for verifies. md5 is 'safer', but crc32 is
289                         a lot faster. Only makes sense for writing to a file.
290                         For other types of checksumming, see HOWTO.
291         stonewall       Wait for preceeding jobs to end before running.
292         numjobs=x       Create 'x' similar entries for this job
293         thread          Use pthreads instead of forked jobs
294         zonesize=x
295         zoneskip=y      Zone options must be paired. If given, the job
296                         will skip y bytes for every x read/written. This
297                         can be used to gauge hard drive speed over the entire
298                         platter, without reading everything. Both x/y can
299                         include k/m/g suffix.
300         read_iolog=x    Open and read io pattern from file 'x'. The file format
301                         is described in the HOWTO.
302         write_iolog=x   Write an iolog to file 'x' in the same format as iolog.
303                         The iolog options are exclusive, if both given the
304                         read iolog will be performed.  Specify a separate file
305                         for each job, otherwise the iologs will be interspersed
306                         and the file may be corrupt.
307         write_bw_log    Write a bandwidth log.
308         write_lat_log   Write a latency log.
309         lockmem=x       Lock down x amount of memory on the machine, to
310                         simulate a machine with less memory available. x can
311                         include k/m/g suffix.
312         nice=x          Run job at given nice value.
313         exec_prerun=x   Run 'x' before job io is begun.
314         exec_postrun=x  Run 'x' after job io has finished.
315         ioscheduler=x   Use ioscheduler 'x' for this job.
316         cpuload=x       For a CPU io thread, percentage of CPU time to attempt
317                         to burn.
318         cpuchunks=x     Split burn cycles into pieces of x usecs.
319
320
321
322 Client/server
323 ------------
324
325 Normally you would run fio as a stand-alone application on the machine
326 where the IO workload should be generated. However, it is also possible to
327 run the frontend and backend of fio separately. This makes it possible to
328 have a fio server running on the machine(s) where the IO workload should
329 be running, while controlling it from another machine.
330
331 To start the server, you would do:
332
333 fio --server=args
334
335 on that machine, where args defines what fio listens to. The arguments
336 are of the form 'type,hostname or IP,port'. 'type' is either 'ip' (or ip4)
337 for TCP/IP v4, 'ip6' for TCP/IP v6, or 'sock' for a local unix domain socket.
338 'hostname' is either a hostname or IP address, and 'port' is the port to
339 listen to (only valid for TCP/IP, not a local socket). Some examples:
340
341 1) fio --server
342
343    Start a fio server, listening on all interfaces on the default port (8765).
344
345 2) fio --server=ip:hostname,4444
346
347    Start a fio server, listening on IP belonging to hostname and on port 4444.
348
349 3) fio --server=ip6:::1,4444
350
351    Start a fio server, listening on IPv6 localhost ::1 and on port 4444.
352
353 4) fio --server=,4444
354
355    Start a fio server, listening on all interfaces on port 4444.
356
357 5) fio --server=1.2.3.4
358
359    Start a fio server, listening on IP 1.2.3.4 on the default port.
360
361 6) fio --server=sock:/tmp/fio.sock
362
363    Start a fio server, listening on the local socket /tmp/fio.sock.
364
365 When a server is running, you can connect to it from a client. The client
366 is run with:
367
368 fio --local-args --client=server --remote-args <job file(s)>
369
370 where --local-args are arguments that are local to the client where it is
371 running, 'server' is the connect string, and --remote-args and <job file(s)>
372 are sent to the server. The 'server' string follows the same format as it
373 does on the server side, to allow IP/hostname/socket and port strings.
374 You can connect to multiple clients as well, to do that you could run:
375
376 fio --client=server2 --client=server2 <job file(s)>
377
378
379 Platforms
380 ---------
381
382 Fio works on (at least) Linux, Solaris, AIX, HP-UX, OSX, NetBSD, Windows
383 and FreeBSD.  Some features and/or options may only be available on some of
384 the platforms, typically because those features only apply to that platform
385 (like the solarisaio engine, or the splice engine on Linux).
386
387 Some features are not available on FreeBSD/Solaris even if they could be
388 implemented, I'd be happy to take patches for that. An example of that is
389 disk utility statistics and (I think) huge page support, support for that
390 does exist in FreeBSD/Solaris.
391
392 Fio uses pthread mutexes for signalling and locking and FreeBSD does not
393 support process shared pthread mutexes. As a result, only threads are
394 supported on FreeBSD. This could be fixed with sysv ipc locking or
395 other locking alternatives.
396
397 Other *BSD platforms are untested, but fio should work there almost out
398 of the box. Since I don't do test runs or even compiles on those platforms,
399 your mileage may vary. Sending me patches for other platforms is greatly
400 appreciated. There's a lot of value in having the same test/benchmark tool
401 available on all platforms.
402
403 Note that POSIX aio is not enabled by default on AIX. If you get messages like:
404
405     Symbol resolution failed for /usr/lib/libc.a(posix_aio.o) because:
406         Symbol _posix_kaio_rdwr (number 2) is not exported from dependent module /unix.
407
408 you need to enable POSIX aio. Run the following commands as root:
409
410     # lsdev -C -l posix_aio0
411         posix_aio0 Defined  Posix Asynchronous I/O
412     # cfgmgr -l posix_aio0
413     # lsdev -C -l posix_aio0
414         posix_aio0 Available  Posix Asynchronous I/O
415
416 POSIX aio should work now. To make the change permanent:
417
418     # chdev -l posix_aio0 -P -a autoconfig='available'
419         posix_aio0 changed
420
421
422 Author
423 ------
424
425 Fio was written by Jens Axboe <axboe@kernel.dk> to enable flexible testing
426 of the Linux IO subsystem and schedulers. He got tired of writing
427 specific test applications to simulate a given workload, and found that
428 the existing io benchmark/test tools out there weren't flexible enough
429 to do what he wanted.
430
431 Jens Axboe <axboe@kernel.dk> 20060905
432