Documentation update
[fio.git] / HOWTO
diff --git a/HOWTO b/HOWTO
index f36fc46e0b08d2aeed793519eae952b738b507f1..99cbaea37eb760dca27875eab9bcb8bd9def2292 100644 (file)
--- a/HOWTO
+++ b/HOWTO
@@ -49,7 +49,7 @@ bottom, it contains the following basic parameters:
 
        IO engine       How do we issue io? We could be memory mapping the
                        file, we could be using regular read/write, we
-                       could be using splice, async io, or even
+                       could be using splice, async io, syslet, or even
                        SG (SCSI generic sg).
 
        IO depth        If the io engine is async, how large a queuing
@@ -108,8 +108,8 @@ to use any ascii name you want, except 'global' which has special meaning.
 A global section sets defaults for the jobs described in that file. A job
 may override a global section parameter, and a job file may even have
 several global sections if so desired. A job is only affected by a global
-section residing above it. If the first character in a line is a ';', the
-entire line is discarded as a comment.
+section residing above it. If the first character in a line is a ';' or a
+'#', the entire line is discarded as a comment.
 
 So lets look at a really simple job file that define to threads, each
 randomly reading from a 128MiB file.
@@ -170,16 +170,21 @@ Some parameters take an option of a given type, such as an integer or
 a string. The following types are used:
 
 str    String. This is a sequence of alpha characters.
-int    Integer. A whole number value, may be negative.
+int    Integer. A whole number value, can be negative.
 siint  SI integer. A whole number value, which may contain a postfix
        describing the base of the number. Accepted postfixes are k/m/g,
        meaning kilo, mega, and giga. So if you want to specify 4096,
        you could either write out '4096' or just give 4k. The postfixes
        signify base 2 values, so 1024 is 1k and 1024k is 1m and so on.
+       If the option accepts an upper and lower range, use a colon ':'
+       or minus '-' to seperate such values. See irange.
 bool   Boolean. Usually parsed as an integer, however only defined for
        true and false (1 and 0).
 irange Integer range with postfix. Allows value range to be given, such
-       as 1024-4096. Also see siint.
+       as 1024-4096. A colon may also be used as the seperator, eg
+       1k:4k. If the option allows two sets of ranges, they can be
+       specified with a ',' or '/' delimiter: 1k-4k/8k-32k. Also see
+       siint.
 
 With the above in mind, here follows the complete list of fio job
 parameters.
@@ -190,14 +195,30 @@ name=str  ASCII name of the job. This may be used to override the
                special purpose of also signaling the start of a new
                job.
 
+description=str        Text description of the job. Doesn't do anything except
+               dump this text description when this job is run. It's
+               not parsed.
+
 directory=str  Prefix filenames with this directory. Used to places files
                in a different location than "./".
 
 filename=str   Fio normally makes up a filename based on the job name,
                thread number, and file number. If you want to share
                files between threads in a job or several jobs, specify
-               a filename for each of them to override the default.
-
+               a filename for each of them to override the default. If
+               the ioengine used is 'net', the filename is the host and
+               port to connect to in the format of =host/port. If the
+               ioengine is file based, you can specify a number of files
+               by seperating the names with a ':' colon. So if you wanted
+               a job to open /dev/sda and /dev/sdb as the two working files,
+               you would use filename=/dev/sda:/dev/sdb. '-' is a reserved
+               name, meaning stdin or stdout. Which of the two depends
+               on the read/write direction set.
+
+opendir=str    Tell fio to recursively add any file it can find in this
+               directory and down the file system tree.
+
+readwrite=str
 rw=str         Type of io pattern. Accepted values are:
 
                        read            Sequential reads
@@ -209,18 +230,38 @@ rw=str            Type of io pattern. Accepted values are:
 
                For the mixed io types, the default is to split them 50/50.
                For certain types of io the result may still be skewed a bit,
-               since the speed may be different.
+               since the speed may be different. It is possible to specify
+               a number of IO's to do before getting a new offset - this
+               is only useful for random IO, where fio would normally
+               generate a new random offset for every IO. If you append
+               eg 8 to randread, you would get a new random offset for
+               every 8 IO's. The result would be a seek for only every 8
+               IO's, instead of for every IO. Use rw=randread:8 to specify
+               that.
 
 randrepeat=bool        For random IO workloads, seed the generator in a predictable
                way so that results are repeatable across repetitions.
 
-size=siint     The total size of file io for this job. This may describe
-               the size of the single file the job uses, or it may be
-               divided between the number of files in the job. If the
-               file already exists, the file size will be adjusted to this
-               size if larger than the current file size. If this parameter
-               is not given and the file exists, the file size will be used.
-
+fadvise_hint=bool By default, fio will use fadvise() to advise the kernel
+               on what IO patterns it is likely to issue. Sometimes you
+               want to test specific IO patterns without telling the
+               kernel about it, in which case you can disable this option.
+               If set, fio will use POSIX_FADV_SEQUENTIAL for sequential
+               IO and POSIX_FADV_RANDOM for random IO.
+
+size=siint     The total size of file io for this job. Fio will run until
+               this many bytes has been transferred, unless runtime is
+               limited by other options (such as 'runtime', for instance).
+               Unless specific nr_files and filesize options are given,
+               fio will divide this size between the available files
+               specified by the job.
+
+filesize=siint Individual file sizes. May be a range, in which case fio
+               will select sizes for files at random within the given range
+               and limited to 'size' in total (if that is given). If not
+               given, each created file is the same size.
+
+blocksize=siint
 bs=siint       The block size used for the io units. Defaults to 4k. Values
                can be given for both read and writes. If a single siint is
                given, it will apply to both. If a second siint is specified
@@ -231,6 +272,7 @@ bs=siint    The block size used for the io units. Defaults to 4k. Values
                can do so by passing an empty read size - bs=,8k will set
                8k for writes and leave the read default value.
 
+blocksize_range=irange
 bsrange=irange Instead of giving a single block size, specify a range
                and fio will mix the issued io block sizes. The issued
                io unit will always be a multiple of the minimum value
@@ -238,12 +280,33 @@ bsrange=irange    Instead of giving a single block size, specify a range
                writes, however a second range can be given after a comma.
                See bs=.
 
+blocksize_unaligned
 bs_unaligned   If this option is given, any byte size value within bsrange
                may be used as a block range. This typically wont work with
                direct IO, as that normally requires sector alignment.
 
+zero_buffers   If this option is given, fio will init the IO buffers to
+               all zeroes. The default is to fill them with random data.
+
 nrfiles=int    Number of files to use for this job. Defaults to 1.
 
+openfiles=int  Number of files to keep open at the same time. Defaults to
+               the same as nrfiles, can be set smaller to limit the number
+               simultaneous opens.
+
+file_service_type=str  Defines how fio decides which file from a job to
+               service next. The following types are defined:
+
+                       random  Just choose a file at random.
+
+                       roundrobin  Round robin over open files. This
+                               is the default.
+
+               The string can have a number appended, indicating how
+               often to switch to a new file. So if option random:4 is
+               given, fio will switch to a new random file after 4 ios
+               have been issued.
+
 ioengine=str   Defines how the job issues io to the file. The following
                types are defined:
 
@@ -261,6 +324,9 @@ ioengine=str        Defines how the job issues io to the file. The following
                                vmsplice(2) to transfer data from user
                                space to the kernel.
 
+                       syslet-rw Use the syslet system calls to make
+                               regular read/write async.
+
                        sg      SCSI generic sg v3 io. May either be
                                synchronous using the SG_IO ioctl, or if
                                the target is an sg character device
@@ -271,11 +337,47 @@ ioengine=str      Defines how the job issues io to the file. The following
                                to. This is mainly used to exercise fio
                                itself and for debugging/testing purposes.
 
+                       net     Transfer over the network to given host:port.
+                               'filename' must be set appropriately to
+                               filename=host/port regardless of send
+                               or receive, if the latter only the port
+                               argument is used.
+
+                       cpu     Doesn't transfer any data, but burns CPU
+                               cycles according to the cpuload= and
+                               cpucycle= options. Setting cpuload=85
+                               will cause that job to do nothing but burn
+                               85% of the CPU.
+
+                       guasi   The GUASI IO engine is the Generic Userspace
+                               Asyncronous Syscall Interface approach
+                               to async IO. See
+
+                               http://www.xmailserver.org/guasi-lib.html
+
+                               for more info on GUASI.
+
+                       external Prefix to specify loading an external
+                               IO engine object file. Append the engine
+                               filename, eg ioengine=external:/tmp/foo.o
+                               to load ioengine foo.o in /tmp.
+
 iodepth=int    This defines how many io units to keep in flight against
                the file. The default is 1 for each file defined in this
                job, can be overridden with a larger value for higher
                concurrency.
 
+iodepth_batch=int This defines how many pieces of IO to submit at once.
+               It defaults to the same as iodepth, but can be set lower
+               if one so desires.
+
+iodepth_low=int        The low water mark indicating when to start filling
+               the queue again. Defaults to the same as iodepth, meaning
+               that fio will attempt to keep the queue full at all times.
+               If iodepth is set to eg 16 and iodepth_low is set to 4, then
+               after fio has filled the queue of 16 requests, it will let
+               the depth drain down to 4 before starting to fill it again.
+
 direct=bool    If value is true, use non-buffered io. This is usually
                O_DIRECT.
 
@@ -297,6 +399,10 @@ overwrite=bool     If writing to a file, setup the file first and do overwrites.
 
 end_fsync=bool If true, fsync file contents when the job exits.
 
+fsync_on_close=bool    If true, fio will fsync() a dirty file on close.
+               This differs from end_fsync in that it will happen on every
+               file close, not just at the end of the job.
+
 rwmixcycle=int Value in milliseconds describing how often to switch between
                reads and writes for a mixed workload. The default is
                500 msecs.
@@ -313,7 +419,9 @@ norandommap Normally fio will cover every block of the file when doing
                new random offset without looking at past io history. This
                means that some blocks may not be read or written, and that
                some blocks may be read/written more than once. This option
-               is mutually exclusive with verify= for that reason.
+               is mutually exclusive with verify= for that reason, since
+               fio doesn't track potential block rewrites which may alter
+               the calculated checksum for that block.
 
 nice=int       Run the job with the given nice value. See man nice(2).
 
@@ -325,7 +433,14 @@ prioclass=int      Set the io priority class. See man ionice(1).
 
 thinktime=int  Stall the job x microseconds after an io has completed before
                issuing the next. May be used to simulate processing being
-               done by an application. See thinktime_blocks.
+               done by an application. See thinktime_blocks and
+               thinktime_spin.
+
+thinktime_spin=int
+               Only valid if thinktime is set - pretend to spend CPU time
+               doing something with the data received, before falling back
+               to sleeping for the rest of the period specified by
+               thinktime.
 
 thinktime_blocks
                Only valid if thinktime is set - control how many blocks
@@ -336,14 +451,24 @@ thinktime_blocks
 rate=int       Cap the bandwidth used by this job to this number of KiB/sec.
 
 ratemin=int    Tell fio to do whatever it can to maintain at least this
-               bandwidth.
+               bandwidth. Failing to meet this requirement, will cause
+               the job to exit.
+
+rate_iops=int  Cap the bandwidth to this number of IOPS. Basically the same
+               as rate, just specified independently of bandwidth. If the
+               job is given a block size range instead of a fixed value,
+               the smallest block size is used as the metric.
+
+rate_iops_min=int If fio doesn't meet this rate of IO, it will cause
+               the job to exit.
 
 ratecycle=int  Average bandwidth for 'rate' and 'ratemin' over this number
                of milliseconds.
 
 cpumask=int    Set the CPU affinity of this job. The parameter given is a
                bitmask of allowed CPU's the job may run on. See man
-               sched_setaffinity(2).
+               sched_setaffinity(2). This may not work on all supported
+               operating systems or kernel versions.
 
 startdelay=int Start this job the specified number of seconds after fio
                has started. Only useful if the job file contains several
@@ -355,12 +480,18 @@ runtime=int       Tell fio to terminate processing after the specified number
                a specified job will run, so this parameter is handy to
                cap the total runtime to a given time.
 
+time_based     If set, fio will run for the duration of the runtime
+               specified even if the file(s) are completey read or
+               written. It will simply loop over the same workload
+               as many times as the runtime allows.
+
 invalidate=bool        Invalidate the buffer/page cache parts for this file prior
                to starting io. Defaults to true.
 
 sync=bool      Use sync io for buffered writes. For the majority of the
                io engines, this means using O_SYNC.
 
+iomem=str
 mem=str                Fio can use various types of memory as the io unit buffer.
                The allowed values are:
 
@@ -420,8 +551,9 @@ create_serialize=bool       If true, serialize the file creating for the jobs.
 create_fsync=bool      fsync the data file after creation. This is the
                        default.
 
-unlink=bool    Unlink the job files when done. fio defaults to doing this,
-               if it created the file itself.
+unlink=bool    Unlink the job files when done. Not the default, as repeated
+               runs of that job would then waste time recreating the fileset
+               again and again.
 
 loops=int      Run the specified number of iterations of this job. Used
                to repeat the same workload a given number of times. Defaults
@@ -436,17 +568,43 @@ verify=str        If writing to a file, fio can verify the file contents
                        crc32   Use a crc32 sum of the data area and store
                                it in the header of each block.
 
+                       null    Only pretend to verify. Useful for testing
+                               internals with ioengine=null, not for much
+                               else.
+
                This option can be used for repeated burn-in tests of a
                system to make sure that the written data is also
                correctly read back.
 
+verifysort=bool        If set, fio will sort written verify blocks when it deems
+               it faster to read them back in a sorted manner. This is
+               often the case when overwriting an existing file, since
+               the blocks are already laid out in the file system. You
+               can ignore this option unless doing huge amounts of really
+               fast IO where the red-black tree sorting CPU time becomes
+               significant.
+               
 stonewall      Wait for preceeding jobs in the job file to exit, before
                starting this one. Can be used to insert serialization
-               points in the job file.
+               points in the job file. A stone wall also implies starting
+               a new reporting group.
+
+new_group      Start a new reporting group. If this option isn't given,
+               jobs in a file will be part of the same reporting group
+               unless seperated by a stone wall (or if it's a group
+               by itself, with the numjobs option).
 
 numjobs=int    Create the specified number of clones of this job. May be
                used to setup a larger number of threads/processes doing
-               the same thing.
+               the same thing. We regard that grouping of jobs as a
+               specific group.
+
+group_reporting        If 'numjobs' is set, it may be interesting to display
+               statistics for the group as a whole instead of for each
+               individual job. This is especially true of 'numjobs' is
+               large, looking at individual thread/process output quickly
+               becomes unwieldy. If 'group_reporting' is specified, fio
+               will show the final report per-group instead of per-job.
 
 thread         fio defaults to forking jobs, however if this option is
                given, fio will use pthread_create(3) to create threads
@@ -463,7 +621,12 @@ write_iolog=str    Write the issued io patterns to the specified file. See
 
 read_iolog=str Open an iolog with the specified file name and replay the
                io patterns it contains. This can be used to store a
-               workload and replay it sometime later.
+               workload and replay it sometime later. The iolog given
+               may also be a blktrace binary file, which allows fio
+               to replay a workload captured by blktrace. See blktrace
+               for how to capture such logging data. For blktrace replay,
+               the file needs to be turned into a blkparse binary data
+               file first (blktrace <device> -d file_for_fio.bin).
 
 write_bw_log   If given, write a bandwidth log of the jobs in this job
                file. Can be used to store data of the bandwidth of the
@@ -493,6 +656,9 @@ cpuload=int If the job is a CPU cycle eater, attempt to use the specified
 cpuchunks=int  If the job is a CPU cycle eater, split the load into
                cycles of the given time. In milliseconds.
 
+disk_util=bool Generate disk utilization statistics, if the platform
+               supports it. Defaults to on.
+
 
 6.0 Interpreting the output
 ---------------------------
@@ -500,7 +666,7 @@ cpuchunks=int       If the job is a CPU cycle eater, split the load into
 fio spits out a lot of output. While running, fio will display the
 status of the jobs created. An example of that would be:
 
-Threads running: 1: [_r] [24.79% done] [ 13509/  8334 kb/s] [eta 00h:01m:31s]
+Threads: 1: [_r] [24.8% done] [ 13509/  8334 kb/s] [eta 00h:01m:31s]
 
 The characters inside the square brackets denote the current status of
 each thread. The possible values (in typical life cycle order) are:
@@ -536,6 +702,10 @@ Client1 (g=0): err= 0:
     clat (msec): min=    0, max=  631, avg=48.50, stdev=86.82
     bw (KiB/s) : min=    0, max= 1196, per=51.00%, avg=664.02, stdev=681.68
   cpu        : usr=1.49%, sys=0.25%, ctx=7969
+  IO depths    : 1=0.1%, 2=0.3%, 4=0.5%, 8=99.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, >32=0.0%
+     issued r/w: total=0/32768, short=0/0
+     lat (msec): 2=1.6%, 4=0.0%, 10=3.2%, 20=12.8%, 50=38.4%, 100=24.8%,
+     lat (msec): 250=15.2%, 500=0.0%, 750=0.0%, 1000=0.0%, >=2048=0.0%
 
 The client number is printed, along with the group id and error of that
 thread. Below is the io statistics, here for writes. In the order listed,
@@ -544,7 +714,7 @@ they denote:
 io=            Number of megabytes io performed
 bw=            Average bandwidth rate
 runt=          The runtime of that thread
-       slat=   Submission latency (avg being the average, dev being the
+       slat=   Submission latency (avg being the average, stdev being the
                standard deviation). This is the time it took to submit
                the io. For sync io, the slat is really the completion
                latency, since queue/complete is one operation there.
@@ -560,6 +730,19 @@ runt=              The runtime of that thread
                same disk, since they are then competing for disk access.
 cpu=           CPU usage. User and system time, along with the number
                of context switches this thread went through.
+IO depths=     The distribution of io depths over the job life time. The
+               numbers are divided into powers of 2, so for example the
+               16= entries includes depths up to that value but higher
+               than the previous entry. In other words, it covers the
+               range from 16 to 31.
+IO issued=     The number of read/write requests issued, and how many
+               of them were short.
+IO latencies=  The distribution of IO completion latencies. This is the
+               time from when IO leaves fio and when it gets completed.
+               The numbers follow the same pattern as the IO depths,
+               meaning that 2=1.6% means that 1.6% of the IO completed
+               within 2 msecs, 20=12.8% means that 12.8% of the IO
+               took more than 10 msecs, but less than (or equal to) 20 msecs.
 
 After each client has been listed, the group statistics are printed. They
 will look like this:
@@ -597,10 +780,11 @@ util=             The disk utilization. A value of 100% means we kept the disk
 ----------------
 
 For scripted usage where you typically want to generate tables or graphs
-of the results, fio can output the results in a comma separated format.
+of the results, fio can output the results in a semicolon separated format.
 The format is one long line of values, such as:
 
-client1,0,0,936,331,2894,0,0,0.000000,0.000000,1,170,22.115385,34.290410,16,714,84.252874%,366.500000,566.417819,3496,1237,2894,0,0,0.000000,0.000000,0,246,6.671625,21.436952,0,2534,55.465300%,1406.600000,2008.044216,0.000000%,0.431928%,1109
+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%
+;0.0%;0.0%;0.0%;0.0%;0.0%
 
 Split up, the format is as follows:
 
@@ -616,4 +800,7 @@ Split up, the format is as follows:
                Completion latency: min, max, mean, deviation
                Bw: min, max, aggregate percentage of total, mean, deviation
        CPU usage: user, system, context switches
+       IO depths: <=1, 2, 4, 8, 16, 32, >=64
+       IO latencies: <=2, 4, 10, 20, 50, 100, 250, 500, 750, 1000, >=2000
+       Text description