Man page formatting fixups
[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 Red Hat, CentOS & Co:
43 Dag WieĆ«rs has RPMs for Red Hat related distros, find them here:
44 http://dag.wieers.com/rpm/packages/fio/
45
46 Mandriva:
47 Mandriva has integrated fio into their package repository, so installing
48 on that distro should be as easy as typing 'urpmi fio'.
49
50 Solaris:
51 Packages for Solaris are available from OpenCSW. Install their pkgutil
52 tool (http://www.opencsw.org/get-it/pkgutil/) and then install fio via
53 'pkgutil -i fio'.
54
55 Windows:
56 Bruce Cran <bruce@cran.org.uk> has fio packages for Windows at
57 http://www.bluestop.org/fio/ .
58
59
60 Mailing list
61 ------------
62
63 There's a mailing list associated with fio. It's meant for general
64 discussion, bug reporting, questions, and development - basically anything
65 that has to do with fio. An automated mail detailing recent commits is
66 automatically sent to the list at most daily. The list address is
67 fio@vger.kernel.org, subscribe by sending an email to
68 majordomo@vger.kernel.org with
69
70 subscribe fio
71
72 in the body of the email. Archives can be found here:
73
74 http://www.spinics.net/lists/fio/
75
76 and archives for the old list can be found here:
77
78 http://maillist.kernel.dk/fio-devel/
79
80
81 Building
82 --------
83
84 Just type 'make' and 'make install'.
85
86 Note that GNU make is required. On BSD it's available from devel/gmake;
87 on Solaris it's in the SUNWgmake package. On platforms where GNU make
88 isn't the default, type 'gmake' instead of 'make'.
89
90 If your compile fails with an error like this:
91
92     CC gettime.o
93 In file included from fio.h:23,
94                  from gettime.c:8:
95 os/os.h:15:20: error: libaio.h: No such file or directory
96 In file included from gettime.c:8:
97 fio.h:119: error: field 'iocb' has incomplete type
98 make: *** [gettime.o] Error 1
99
100 Check that you have the libaio development package installed. On RPM
101 based distros, it's typically called libaio-devel.
102
103
104 Windows
105 -------
106
107 On Windows Cygwin (http://www.cygwin.com/) is required in order to
108 build fio. To create an MSI installer package install WiX 3.7 from
109 http://wixtoolset.org and run dobuild.cmd from the
110 os/windows directory.
111
112 How to compile FIO on 64-bit Windows:
113
114  1. Install Cygwin (http://www.cygwin.com/setup.exe). Install 'make' and all
115     packages starting with 'mingw64-i686' and 'mingw64-x86_64'.
116  2. Download ftp://sourceware.org/pub/pthreads-win32/prebuilt-dll-2-9-1-release/dll/x64/pthreadGC2.dll
117     and copy to the fio source directory.
118  3. Open the Cygwin Terminal.
119  4. Go to the fio directory (source files).
120  5. Run 'make clean'.
121  6. Run 'make'.
122
123 To build fio on 32-bit Windows, download x86/pthreadGC2.dll instead and do
124 './configure --build-32bit-win=yes' before 'make'.
125
126 It's recommended that once built or installed, fio be run in a Command Prompt
127 or other 'native' console such as console2, since there are known to be display
128 and signal issues when running it under a Cygwin shell
129 (see http://code.google.com/p/mintty/issues/detail?id=56 for details).
130
131
132 Command line
133 ------------
134
135 $ fio
136         --debug                 Enable some debugging options (see below)
137         --parse-only            Parse options only, don't start any IO
138         --output                Write output to file
139         --runtime               Runtime in seconds
140         --latency-log           Generate per-job latency logs
141         --bandwidth-log         Generate per-job bandwidth logs
142         --minimal               Minimal (terse) output
143         --output-format=type    Output format (terse,json,normal)
144         --terse-version=type    Terse version output format (default 3, or 2 or 4).
145         --version               Print version info and exit
146         --help                  Print this page
147         --cpuclock-test         Perform test/validation of CPU clock
148         --cmdhelp=cmd           Print command help, "all" for all of them
149         --enghelp=engine        Print ioengine help, or list available ioengines
150         --enghelp=engine,cmd    Print help for an ioengine cmd
151         --showcmd               Turn a job file into command line options
152         --readonly              Turn on safety read-only checks, preventing
153                                 writes
154         --eta=when              When ETA estimate should be printed
155                                 May be "always", "never" or "auto"
156         --eta-newline=time      Force a new line for every 'time' period passed
157         --section=name          Only run specified section in job file.
158                                 Multiple sections can be specified.
159         --alloc-size=kb         Set smalloc pool to this size in kb (def 1024)
160         --warnings-fatal        Fio parser warnings are fatal
161         --max-jobs              Maximum number of threads/processes to support
162         --server=args           Start backend server. See Client/Server section.
163         --client=host           Connect to specified backend.
164         --idle-prof=option      Report cpu idleness on a system or percpu basis
165                                 (option=system,percpu) or run unit work
166                                 calibration only (option=calibrate).
167
168
169 Any parameters following the options will be assumed to be job files,
170 unless they match a job file parameter. You can add as many as you want,
171 each job file will be regarded as a separate group and fio will stonewall
172 its execution.
173
174 The --readonly switch is an extra safety guard to prevent accidentally
175 turning on a write setting when that is not desired. Fio will only write
176 if rw=write/randwrite/rw/randrw is given, but this extra safety net can
177 be used as an extra precaution. It will also enable a write check in the
178 io engine core to prevent an accidental write due to a fio bug.
179
180 The debug switch allows adding options that trigger certain logging
181 options in fio. Currently the options are:
182
183         process         Dump info related to processes
184         file            Dump info related to file actions
185         io              Dump info related to IO queuing
186         mem             Dump info related to memory allocations
187         blktrace        Dump info related to blktrace setup
188         verify          Dump info related to IO verification
189         all             Enable all debug options
190         random          Dump info related to random offset generation
191         parse           Dump info related to option matching and parsing
192         diskutil        Dump info related to disk utilization updates
193         job:x           Dump info only related to job number x
194         mutex           Dump info only related to mutex up/down ops
195         profile         Dump info related to profile extensions
196         time            Dump info related to internal time keeping
197         ? or help       Show available debug options.
198
199 You can specify as many as you want, eg --debug=file,mem will enable
200 file and memory debugging.
201
202 The section switch is meant to make it easier to ship a bigger job file
203 instead of several smaller ones. Say you define a job file with light,
204 moderate, and heavy parts. Then you can ask fio to run the given part
205 only by giving it a --section=heavy command line option. The section
206 option only applies to job sections, the reserved 'global' section is
207 always parsed and taken into account.
208
209 Fio has an internal allocator for shared memory called smalloc. It
210 allocates shared structures from this pool. The pool defaults to 1024k
211 in size, and can grow to 128 pools. If running large jobs with randommap
212 enabled it can run out of memory, in which case the --alloc-size switch
213 is handy for starting with a larger pool size. The backing store is
214 files in /tmp. Fio cleans up after itself, while it is running you
215 may see .fio_smalloc.* files in /tmp.
216
217
218 Job file
219 --------
220
221 See the HOWTO file for a more detailed description of parameters and what
222 they mean. This file contains the terse version. You can describe big and
223 complex setups with the command line, but generally it's a lot easier to
224 just write a simple job file to describe the workload. The job file format
225 is in the ini style format, as that is easy to read and write for the user.
226
227 The job file parameters are:
228
229         name=x          Use 'x' as the identifier for this job.
230         description=x   'x' is a text description of the job.
231         directory=x     Use 'x' as the top level directory for storing files
232         filename=x      Force the use of 'x' as the filename for all files
233                         in this thread. If not given, fio will make up
234                         a suitable filename based on the thread and file
235                         number.
236         rw=x            'x' may be: read, randread, write, randwrite,
237                         rw (read-write mix), randrw (read-write random mix)
238         rwmixcycle=x    Base cycle for switching between read and write
239                         in msecs.
240         rwmixread=x     'x' percentage of rw mix ios will be reads. If
241                         rwmixwrite is also given, the last of the two will
242                          be used if they don't add up to 100%.
243         rwmixwrite=x    'x' percentage of rw mix ios will be writes. See
244                         rwmixread.
245         rand_repeatable=x  The sequence of random io blocks can be repeatable
246                         across runs, if 'x' is 1.
247         size=x          Set file size to x bytes (x string can include k/m/g)
248         ioengine=x      'x' may be: aio/libaio/linuxaio for Linux aio,
249                         posixaio for POSIX aio, solarisaio for Solaris
250                         native async IO, windowsaio for Windows native async IO,
251                         sync for regular read/write io,
252                         psync for regular pread/pwrite io, vsync for regular
253                         readv/writev (with queuing emulation) mmap for mmap'ed
254                         io, syslet-rw for syslet driven read/write, splice for
255                         using splice/vmsplice, sg for direct SG_IO io, net
256                         for network io, rdma for RDMA io, or cpuio for a
257                         cycler burner load. sg only works on Linux on
258                         SCSI (or SCSI-like devices, such as usb-storage or
259                         sata/libata driven) devices. Fio also has a null
260                         io engine, which is mainly used for testing
261                         fio itself.
262
263         iodepth=x       For async io, allow 'x' ios in flight
264         overwrite=x     If 'x', layout a write file first.
265         nrfiles=x       Spread io load over 'x' number of files per job,
266                         if possible.
267         prio=x          Run io at prio X, 0-7 is the kernel allowed range
268         prioclass=x     Run io at prio class X
269         bs=x            Use 'x' for thread blocksize. May include k/m postfix.
270         bsrange=x-y     Mix thread block sizes randomly between x and y. May
271                         also include k/m postfix.
272         direct=x        1 for direct IO, 0 for buffered IO
273         thinktime=x     "Think" x usec after each io
274         rate=x          Throttle rate to x KB/sec
275         ratemin=x       Quit if rate of x KB/sec can't be met
276         ratecycle=x     ratemin averaged over x msecs
277         cpumask=x       Only allow job to run on CPUs defined by mask.
278         cpus_allowed=x  Like 'cpumask', but allow text setting of CPU affinity.
279         numa_cpu_nodes=x,y-z  Allow job to run on specified NUMA nodes' CPU.
280         numa_mem_policy=m:x,y-z  Setup numa memory allocation policy.
281                         'm' stands for policy, such as local, interleave,
282                         bind, prefer, local. 'x, y-z' are numa node(s) for
283                         memory allocation according to policy.
284         fsync=x         If writing with buffered IO, fsync after every
285                         'x' blocks have been written.
286         end_fsync=x     If 'x', run fsync() after end-of-job.
287         startdelay=x    Start this thread x seconds after startup
288         runtime=x       Terminate x seconds after startup. Can include a
289                         normal time suffix if not given in seconds, such as
290                         'm' for minutes, 'h' for hours, and 'd' for days.
291         offset=x        Start io at offset x (x string can include k/m/g)
292         invalidate=x    Invalidate page cache for file prior to doing io
293         sync=x          Use sync writes if x and writing buffered IO.
294         mem=x           If x == malloc, use malloc for buffers. If x == shm,
295                         use shared memory for buffers. If x == mmap, use
296                         anonymous mmap.
297         exitall         When one thread quits, terminate the others
298         bwavgtime=x     Average bandwidth stats over an x msec window.
299         create_serialize=x      If 'x', serialize file creation.
300         create_fsync=x  If 'x', run fsync() after file creation.
301         unlink          If set, unlink files when done.
302         loops=x         Run the job 'x' number of times.
303         verify=x        If 'x' == md5, use md5 for verifies. If 'x' == crc32,
304                         use crc32 for verifies. md5 is 'safer', but crc32 is
305                         a lot faster. Only makes sense for writing to a file.
306                         For other types of checksumming, see HOWTO.
307         stonewall       Wait for preceeding jobs to end before running.
308         numjobs=x       Create 'x' similar entries for this job
309         thread          Use pthreads instead of forked jobs
310         zonesize=x
311         zoneskip=y      Zone options must be paired. If given, the job
312                         will skip y bytes for every x read/written. This
313                         can be used to gauge hard drive speed over the entire
314                         platter, without reading everything. Both x/y can
315                         include k/m/g suffix.
316         read_iolog=x    Open and read io pattern from file 'x'. The file format
317                         is described in the HOWTO.
318         write_iolog=x   Write an iolog to file 'x' in the same format as iolog.
319                         The iolog options are exclusive, if both given the
320                         read iolog will be performed.  Specify a separate file
321                         for each job, otherwise the iologs will be interspersed
322                         and the file may be corrupt.
323         write_bw_log    Write a bandwidth log.
324         write_lat_log   Write a latency log.
325         lockmem=x       Lock down x amount of memory on the machine, to
326                         simulate a machine with less memory available. x can
327                         include k/m/g suffix.
328         nice=x          Run job at given nice value.
329         exec_prerun=x   Run 'x' before job io is begun.
330         exec_postrun=x  Run 'x' after job io has finished.
331         ioscheduler=x   Use ioscheduler 'x' for this job.
332         cpuload=x       For a CPU io thread, percentage of CPU time to attempt
333                         to burn.
334         cpuchunks=x     Split burn cycles into pieces of x usecs.
335
336
337
338 Client/server
339 ------------
340
341 Normally you would run fio as a stand-alone application on the machine
342 where the IO workload should be generated. However, it is also possible to
343 run the frontend and backend of fio separately. This makes it possible to
344 have a fio server running on the machine(s) where the IO workload should
345 be running, while controlling it from another machine.
346
347 To start the server, you would do:
348
349 fio --server=args
350
351 on that machine, where args defines what fio listens to. The arguments
352 are of the form 'type,hostname or IP,port'. 'type' is either 'ip' (or ip4)
353 for TCP/IP v4, 'ip6' for TCP/IP v6, or 'sock' for a local unix domain socket.
354 'hostname' is either a hostname or IP address, and 'port' is the port to
355 listen to (only valid for TCP/IP, not a local socket). Some examples:
356
357 1) fio --server
358
359    Start a fio server, listening on all interfaces on the default port (8765).
360
361 2) fio --server=ip:hostname,4444
362
363    Start a fio server, listening on IP belonging to hostname and on port 4444.
364
365 3) fio --server=ip6:::1,4444
366
367    Start a fio server, listening on IPv6 localhost ::1 and on port 4444.
368
369 4) fio --server=,4444
370
371    Start a fio server, listening on all interfaces on port 4444.
372
373 5) fio --server=1.2.3.4
374
375    Start a fio server, listening on IP 1.2.3.4 on the default port.
376
377 6) fio --server=sock:/tmp/fio.sock
378
379    Start a fio server, listening on the local socket /tmp/fio.sock.
380
381 When a server is running, you can connect to it from a client. The client
382 is run with:
383
384 fio --local-args --client=server --remote-args <job file(s)>
385
386 where --local-args are arguments that are local to the client where it is
387 running, 'server' is the connect string, and --remote-args and <job file(s)>
388 are sent to the server. The 'server' string follows the same format as it
389 does on the server side, to allow IP/hostname/socket and port strings.
390 You can connect to multiple clients as well, to do that you could run:
391
392 fio --client=server2 <job file(s)> --client=server2 <job file(s)>
393
394
395 Platforms
396 ---------
397
398 Fio works on (at least) Linux, Solaris, AIX, HP-UX, OSX, NetBSD, Windows
399 and FreeBSD.  Some features and/or options may only be available on some of
400 the platforms, typically because those features only apply to that platform
401 (like the solarisaio engine, or the splice engine on Linux).
402
403 Some features are not available on FreeBSD/Solaris even if they could be
404 implemented, I'd be happy to take patches for that. An example of that is
405 disk utility statistics and (I think) huge page support, support for that
406 does exist in FreeBSD/Solaris.
407
408 Fio uses pthread mutexes for signalling and locking and FreeBSD does not
409 support process shared pthread mutexes. As a result, only threads are
410 supported on FreeBSD. This could be fixed with sysv ipc locking or
411 other locking alternatives.
412
413 Other *BSD platforms are untested, but fio should work there almost out
414 of the box. Since I don't do test runs or even compiles on those platforms,
415 your mileage may vary. Sending me patches for other platforms is greatly
416 appreciated. There's a lot of value in having the same test/benchmark tool
417 available on all platforms.
418
419 Note that POSIX aio is not enabled by default on AIX. If you get messages like:
420
421     Symbol resolution failed for /usr/lib/libc.a(posix_aio.o) because:
422         Symbol _posix_kaio_rdwr (number 2) is not exported from dependent module /unix.
423
424 you need to enable POSIX aio. Run the following commands as root:
425
426     # lsdev -C -l posix_aio0
427         posix_aio0 Defined  Posix Asynchronous I/O
428     # cfgmgr -l posix_aio0
429     # lsdev -C -l posix_aio0
430         posix_aio0 Available  Posix Asynchronous I/O
431
432 POSIX aio should work now. To make the change permanent:
433
434     # chdev -l posix_aio0 -P -a autoconfig='available'
435         posix_aio0 changed
436
437
438 Author
439 ------
440
441 Fio was written by Jens Axboe <axboe@kernel.dk> to enable flexible testing
442 of the Linux IO subsystem and schedulers. He got tired of writing
443 specific test applications to simulate a given workload, and found that
444 the existing io benchmark/test tools out there weren't flexible enough
445 to do what he wanted.
446
447 Jens Axboe <axboe@kernel.dk> 20060905
448