Add gtod_reduce option
[fio.git] / HOWTO
diff --git a/HOWTO b/HOWTO
index 5d757b2d17f716d3b143171cf716d1c8fba6e2a0..f4efd281bbc72e2a4a54dfc233aab2310fa0643d 100644 (file)
--- a/HOWTO
+++ b/HOWTO
@@ -111,7 +111,7 @@ 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 ';' or a
 '#', the entire line is discarded as a comment.
 
-So lets look at a really simple job file that define to threads, each
+So let's look at a really simple job file that defines two processes, each
 randomly reading from a 128MiB file.
 
 ; -- start job file --
@@ -133,7 +133,7 @@ line, this job would look as follows:
 $ fio --name=global --rw=randread --size=128m --name=job1 --name=job2
 
 
-Lets look at an example that have a number of processes writing randomly
+Let's look at an example that has a number of processes writing randomly
 to files.
 
 ; -- start job file --
@@ -158,6 +158,33 @@ specify:
 
 $ fio --name=random-writers --ioengine=libaio --iodepth=4 --rw=randwrite --bs=32k --direct=0 --size=64m --numjobs=4
 
+fio also supports environment variable expansion in job files. Any
+substring of the form "${VARNAME}" as part of an option value (in other
+words, on the right of the `='), will be expanded to the value of the
+environment variable called VARNAME.  If no such environment variable
+is defined, or VARNAME is the empty string, the empty string will be
+substituted.
+
+As an example, let's look at a sample fio invocation and job file:
+
+$ SIZE=64m NUMJOBS=4 fio jobfile.fio
+
+; -- start job file --
+[random-writers]
+rw=randwrite
+size=${SIZE}
+numjobs=${NUMJOBS}
+; -- end job file --
+
+This will expand to the following equivalent job file at runtime:
+
+; -- start job file --
+[random-writers]
+rw=randwrite
+size=64m
+numjobs=4
+; -- end job file --
+
 fio ships with a few example job files, you can also look there for
 inspiration.
 
@@ -171,18 +198,21 @@ a string. The following types are used:
 
 str    String. This is a sequence of alpha characters.
 int    Integer. A whole number value, can be negative. If prefixed with
-       0x, the integer is assumed to be of base 16 (hexidecimal).
+       0x, the integer is assumed to be of base 16 (hexadecimal).
+time   Integer with possible time postfix. In seconds unless otherwise
+       specified, use eg 10m for 10 minutes. Accepts s/m/h for seconds,
+       minutes, and hours.
 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.
+       or minus '-' to separate 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. A colon may also be used as the seperator, eg
+       as 1024-4096. A colon may also be used as the separator, 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.
@@ -210,7 +240,7 @@ filename=str        Fio normally makes up a filename based on the job name,
                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
+               by separating 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
@@ -219,6 +249,25 @@ filename=str       Fio normally makes up a filename based on the job name,
 opendir=str    Tell fio to recursively add any file it can find in this
                directory and down the file system tree.
 
+lockfile=str   Fio defaults to not doing any locking files before it does
+               IO to them. If a file or file descriptor is shared, fio
+               can serialize IO to that file to make the end result
+               consistent. This is usual for emulating real workloads that
+               share files. The lock modes are:
+
+                       none            No locking. The default.
+                       exclusive       Only one thread/process may do IO,
+                                       excluding all others.
+                       readwrite       Read-write locking on the file. Many
+                                       readers may access the file at the
+                                       same time, but writes get exclusive
+                                       access.
+
+               The option may be post-fixed with a lock batch number. If
+               set, then each thread/process may do that amount of IOs to
+               the file before giving up the lock. Since lock acquisition is
+               expensive, batching the lock/unlocks will speed up IO.
+
 readwrite=str
 rw=str         Type of io pattern. Accepted values are:
 
@@ -262,6 +311,10 @@ filesize=siint     Individual file sizes. May be a range, in which case fio
                and limited to 'size' in total (if that is given). If not
                given, each created file is the same size.
 
+fill_device=bool Sets size to something really large and waits for ENOSPC (no
+               space left on device) as the terminating condition. Only makes
+                sense with sequential write.
+
 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
@@ -281,6 +334,30 @@ 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=.
 
+bssplit=str    Sometimes you want even finer grained control of the
+               block sizes issued, not just an even split between them.
+               This option allows you to weight various block sizes,
+               so that you are able to define a specific amount of
+               block sizes issued. The format for this option is:
+
+                       bssplit=blocksize/percentage:blocksize/percentage
+
+               for as many block sizes as needed. So if you want to define
+               a workload that has 50% 64k blocks, 10% 4k blocks, and
+               40% 32k blocks, you would write:
+
+                       bssplit=4k/10:64k/50:32k/40
+
+               Ordering does not matter. If the percentage is left blank,
+               fio will fill in the remaining values evenly. So a bssplit
+               option like this one:
+
+                       bssplit=4k/50:1k/:32k/
+
+               would have 50% 4k ios, and 25% 1k and 32k ios. The percentages
+               always add up to 100, if bssplit is given a range that adds
+               up to more, it will error out.
+
 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
@@ -289,6 +366,12 @@ bs_unaligned       If this option is given, any byte size value within bsrange
 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.
 
+refill_buffers If this option is given, fio will refill the IO buffers
+               on every submit. The default is to only fill it at init
+               time and reuse that data. Only makes sense if zero_buffers
+               isn't specified, naturally. If data verification is enabled,
+               refill_buffers is also automatically enabled.
+
 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
@@ -314,10 +397,16 @@ ioengine=str      Defines how the job issues io to the file. The following
                        sync    Basic read(2) or write(2) io. lseek(2) is
                                used to position the io location.
 
+                       psync   Basic pread(2) or pwrite(2) io.
+
+                       vsync   Basic readv(2) or writev(2) IO.
+
                        libaio  Linux native asynchronous io.
 
                        posixaio glibc posix asynchronous io.
 
+                       solarisaio Solaris native asynchronous io.
+
                        mmap    File is memory mapped and data copied
                                to/from using memcpy(3).
 
@@ -351,7 +440,10 @@ ioengine=str       Defines how the job issues io to the file. The following
                                cycles according to the cpuload= and
                                cpucycle= options. Setting cpuload=85
                                will cause that job to do nothing but burn
-                               85% of the CPU.
+                               85% of the CPU. In case of SMP machines,
+                               use numjobs=<no_of_cpu> to get desired CPU
+                               usage, as the cpuload only loads a single
+                               CPU at the desired rate.
 
                        guasi   The GUASI IO engine is the Generic Userspace
                                Asyncronous Syscall Interface approach
@@ -371,9 +463,20 @@ iodepth=int        This defines how many io units to keep in flight against
                job, can be overridden with a larger value for higher
                concurrency.
 
+iodepth_batch_submit=int
 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.
+               It defaults to 1 which means that we submit each IO
+               as soon as it is available, but can be raised to submit
+               bigger batches of IO at the time.
+
+iodepth_batch_complete=int This defines how many pieces of IO to retrieve
+               at once. It defaults to 1 which means that we'll ask
+               for a minimum of 1 IO in the retrieval process from
+               the kernel. The IO retrieval will go on until we
+               hit the limit set by iodepth_low. If this variable is
+               set to 0, then fio will always check for completed
+               events before queuing more IO. This helps reduce
+               IO latency, at the cost of more retrieval system calls.
 
 iodepth_low=int        The low water mark indicating when to start filling
                the queue again. Defaults to the same as iodepth, meaning
@@ -399,7 +502,11 @@ fsync=int  If writing to a file, issue a sync of the dirty data
                not sync the file. The exception is the sg io engine, which
                synchronizes the disk cache anyway.
 
-overwrite=bool If writing to a file, setup the file first and do overwrites.
+overwrite=bool If true, writes to a file will always overwrite existing
+               data. If the file doesn't already exist, it will be
+               created before the write phase begins. If the file exists
+               and is large enough for the specified write phase, nothing
+               will be done.
 
 end_fsync=bool If true, fsync file contents when the job exits.
 
@@ -407,10 +514,6 @@ 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.
-
 rwmixread=int  How large a percentage of the mix should be reads.
 
 rwmixwrite=int How large a percentage of the mix should be writes. If both
@@ -427,6 +530,12 @@ norandommap        Normally fio will cover every block of the file when doing
                fio doesn't track potential block rewrites which may alter
                the calculated checksum for that block.
 
+softrandommap  See norandommap. If fio runs with the random block map enabled
+               and it fails to allocate the map, if this option is set it
+               will continue without a random block map. As coverage will
+               not be as complete as with random maps, this option is
+               disabled by default.
+
 nice=int       Run the job with the given nice value. See man nice(2).
 
 prio=int       Set the io priority value of this job. Linux limits us to
@@ -480,21 +589,29 @@ cpus_allowed=str Controls the same options as cpumask, but it allows a text
                setting of the permitted CPUs instead. So to use CPUs 1 and
                5, you would specify cpus_allowed=1,5.
 
-startdelay=int Start this job the specified number of seconds after fio
+startdelay=time        Start this job the specified number of seconds after fio
                has started. Only useful if the job file contains several
                jobs, and you want to delay starting some jobs to a certain
                time.
 
-runtime=int    Tell fio to terminate processing after the specified number
+runtime=time   Tell fio to terminate processing after the specified number
                of seconds. It can be quite hard to determine for how long
                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
+               specified even if the file(s) are completely read or
                written. It will simply loop over the same workload
                as many times as the runtime allows.
 
+ramp_time=time If set, fio will run the specified workload for this amount
+               of time before logging any performance numbers. Useful for
+               letting performance settle before logging results, thus
+               minimizing the runtime required for stable results. Note
+               that the ramp_time is considered lead in time for a job,
+               thus it will increase the total runtime if a special timeout
+               or runtime is specified.
+
 invalidate=bool        Invalidate the buffer/page cache parts for this file prior
                to starting io. Defaults to true.
 
@@ -562,8 +679,8 @@ create_fsync=bool   fsync the data file after creation. This is the
                        default.
 
 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.
+               runs of that job would then waste time recreating the file
+               set 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
@@ -582,6 +699,12 @@ verify=str If writing to a file, fio can verify the file contents
                                area and store it in the header of each
                                block.
 
+                       crc32c  Use a crc32c sum of the data area and store
+                               it in the header of each block.
+
+                       crc32c-intel Use hardware assisted crc32c calcuation
+                               provided on SSE4.2 enabled processors.
+
                        crc32   Use a crc32 sum of the data area and store
                                it in the header of each block.
 
@@ -599,15 +722,6 @@ verify=str If writing to a file, fio can verify the file contents
                                (timestamp, block number etc.). The block
                                number is verified.
 
-                       pattern Fill the IO buffers with a specific pattern,
-                               that we can use to verify. Depending on the
-                               width of the pattern, fio will fill 1/2/3/4
-                               bytes of the buffer at the time. The pattern
-                               cannot be larger than a 32-bit quantity. The
-                               given pattern is given as a postfix to this
-                               option, ala: verify=pattern:0x5a. It accepts
-                               both hex and dec values.
-
                        null    Only pretend to verify. Useful for testing
                                internals with ioengine=null, not for much
                                else.
@@ -633,6 +747,14 @@ verify_interval=siint      Write the verification header at a finer granularity
                        size of header_interval. blocksize should divide this
                        evenly.
 
+verify_pattern=int     If set, fio will fill the io buffers with this
+               pattern. Fio defaults to filling with totally random
+               bytes, but sometimes it's interesting to fill with a known
+               pattern for io verification purposes. Depending on the
+               width of the pattern, fio will fill 1/2/3/4 bytes of the
+               buffer at the time. The verify_pattern cannot be larger than
+               a 32-bit quantity.
+
 verify_fatal=bool      Normally fio will keep checking the entire contents
                before quitting on a block verification failure. If this
                option is set, fio will exit the job on the first observed
@@ -645,7 +767,7 @@ stonewall   Wait for preceeding jobs in the job file to exit, before
 
 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
+               unless separated 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
@@ -713,6 +835,26 @@ cpuchunks=int      If the job is a CPU cycle eater, split the load into
 disk_util=bool Generate disk utilization statistics, if the platform
                supports it. Defaults to on.
 
+disable_clat=bool Disable measurements of completion latency numbers. Useful
+               only for cutting back the number of calls to gettimeofday,
+               as that does impact performance at really high IOPS rates.
+               Note that to really get rid of a large amount of these
+               calls, this option must be used with disable_slat and
+               disable_bw as well.
+
+disable_slat=bool Disable measurements of submission latency numbers. See
+               disable_clat.
+
+disable_bw=bool        Disable measurements of throughput/bandwidth numbers. See
+               disable_clat.
+
+gtod_reduce=bool Enable all of the gettimeofday() reducing options
+               (disable_clat, disable_slat, disable_bw) plus reduce
+               precision of the timeout somewhat to really shrink
+               the gettimeofday() call count. With this option enabled,
+               we only do about 0.4% of the gtod() calls we would have
+               done if all time keeping was enabled.
+
 
 6.0 Interpreting the output
 ---------------------------
@@ -758,6 +900,8 @@ Client1 (g=0): err= 0:
     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, majf=0, minf=17
   IO depths    : 1=0.1%, 2=0.3%, 4=0.5%, 8=99.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, >32=0.0%
+     submit    : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
+     complete  : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=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%
@@ -773,9 +917,9 @@ runt=               The runtime of that thread
                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. This
-               value can be in miliseconds or microseconds, fio will choose
+               value can be in milliseconds or microseconds, fio will choose
                the most appropriate base and print that. In the example
-               above, miliseconds is the best scale.
+               above, milliseconds is the best scale.
        clat=   Completion latency. Same names as slat, this denotes the
                time from submission to completion of the io pieces. For
                sync io, clat will usually be equal (or very close) to 0,
@@ -795,6 +939,11 @@ IO depths= The distribution of io depths over the job life time. 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 submit=     How many pieces of IO were submitting in a single submit
+               call. Each entry denotes that amount and below, until
+               the previous entry - eg, 8=100% mean that we submitted
+               anywhere in between 5-8 ios per submit call.
+IO complete=   Like the above submit number, but for completions instead.
 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
@@ -846,6 +995,8 @@ The format is one long line of values, such as:
 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%
 
+To enable terse output, use the --minimal command line option.
+
 Split up, the format is as follows:
 
        jobname, groupid, error
@@ -859,7 +1010,7 @@ Split up, the format is as follows:
                Submission latency: min, max, mean, deviation
                Completion latency: min, max, mean, deviation
                Bw: min, max, aggregate percentage of total, mean, deviation
-       CPU usage: user, system, context switches
+       CPU usage: user, system, context switches, major faults, minor faults
        IO depths: <=1, 2, 4, 8, 16, 32, >=64
        IO latencies: <=2, 4, 10, 20, 50, 100, 250, 500, 750, 1000, >=2000
        Text description