Document io_uring feature
[fio.git] / fio.1
diff --git a/fio.1 b/fio.1
index 4071947f24f303edb8739f2b8b048ea9a6ee84d7..2966d9d5f0e35acb45e4f1b099bd6a7c0bd381e1 100644 (file)
--- a/fio.1
+++ b/fio.1
@@ -20,6 +20,9 @@ file and memory debugging). `help' will list all available tracing options.
 .BI \-\-parse\-only
 Parse options only, don't start any I/O.
 .TP
+.BI \-\-merge\-blktrace\-only
+Merge blktraces only, don't start any I/O.
+.TP
 .BI \-\-output \fR=\fPfilename
 Write output to \fIfilename\fR.
 .TP
@@ -93,7 +96,10 @@ the value is interpreted in seconds.
 Force a full status dump of cumulative (from job start) values at \fItime\fR
 intervals. This option does *not* provide per-period measurements. So
 values such as bandwidth are running averages. When the time unit is omitted,
-\fItime\fR is interpreted in seconds.
+\fItime\fR is interpreted in seconds. Note that using this option with
+`\-\-output-format=json' will yield output that technically isn't valid json,
+since the output will be collated sets of valid json. It will need to be split
+into valid sets of json after the run.
 .TP
 .BI \-\-section \fR=\fPname
 Only run specified section \fIname\fR in job file. Multiple sections can be specified.
@@ -195,6 +201,8 @@ argument, \fB\-\-cmdhelp\fR will detail the given \fIcommand\fR.
 See the `examples/' directory for inspiration on how to write job files. Note
 the copyright and license requirements currently apply to
 `examples/' files.
+
+Note that the maximum length of a line in the job file is 8192 bytes.
 .SH "JOB FILE PARAMETERS"
 Some parameters take an option of a given type, such as an integer or a
 string. Anywhere a numeric value is required, an arithmetic expression may be
@@ -724,21 +732,79 @@ false.
 .BI unlink_each_loop \fR=\fPbool
 Unlink job files after each iteration or loop. Default: false.
 .TP
-Fio supports strided data access. After having read \fBzonesize\fR bytes from an area that is \fBzonerange\fR bytes big, \fBzoneskip\fR bytes are skipped.
+.BI zonemode \fR=\fPstr
+Accepted values are:
+.RS
+.RS
+.TP
+.B none
+The \fBzonerange\fR, \fBzonesize\fR and \fBzoneskip\fR parameters are ignored.
+.TP
+.B strided
+I/O happens in a single zone until \fBzonesize\fR bytes have been transferred.
+After that number of bytes has been transferred processing of the next zone
+starts.
+.TP
+.B zbd
+Zoned block device mode. I/O happens sequentially in each zone, even if random
+I/O has been selected. Random I/O happens across all zones instead of being
+restricted to a single zone.
+.RE
+.RE
 .TP
 .BI zonerange \fR=\fPint
-Size of a single zone in which I/O occurs.
+Size of a single zone. See also \fBzonesize\fR and \fBzoneskip\fR.
 .TP
 .BI zonesize \fR=\fPint
-Number of bytes to transfer before skipping \fBzoneskip\fR bytes. If this
-parameter is smaller than \fBzonerange\fR then only a fraction of each zone
-with \fBzonerange\fR bytes will be accessed.  If this parameter is larger than
-\fBzonerange\fR then each zone will be accessed multiple times before skipping
-to the next zone.
+For \fBzonemode\fR=strided, this is the number of bytes to transfer before
+skipping \fBzoneskip\fR bytes. If this parameter is smaller than
+\fBzonerange\fR then only a fraction of each zone with \fBzonerange\fR bytes
+will be accessed.  If this parameter is larger than \fBzonerange\fR then each
+zone will be accessed multiple times before skipping to the next zone.
+
+For \fBzonemode\fR=zbd, this is the size of a single zone. The \fBzonerange\fR
+parameter is ignored in this mode.
 .TP
 .BI zoneskip \fR=\fPint
-Skip the specified number of bytes after \fBzonesize\fR bytes of data have been
-transferred.
+For \fBzonemode\fR=strided, the number of bytes to skip after \fBzonesize\fR
+bytes of data have been transferred. This parameter must be zero for
+\fBzonemode\fR=zbd.
+
+.TP
+.BI read_beyond_wp \fR=\fPbool
+This parameter applies to \fBzonemode=zbd\fR only.
+
+Zoned block devices are block devices that consist of multiple zones. Each
+zone has a type, e.g. conventional or sequential. A conventional zone can be
+written at any offset that is a multiple of the block size. Sequential zones
+must be written sequentially. The position at which a write must occur is
+called the write pointer. A zoned block device can be either drive
+managed, host managed or host aware. For host managed devices the host must
+ensure that writes happen sequentially. Fio recognizes host managed devices
+and serializes writes to sequential zones for these devices.
+
+If a read occurs in a sequential zone beyond the write pointer then the zoned
+block device will complete the read without reading any data from the storage
+medium. Since such reads lead to unrealistically high bandwidth and IOPS
+numbers fio only reads beyond the write pointer if explicitly told to do
+so. Default: false.
+.TP
+.BI max_open_zones \fR=\fPint
+When running a random write test across an entire drive many more zones will be
+open than in a typical application workload. Hence this command line option
+that allows to limit the number of open zones. The number of open zones is
+defined as the number of zones to which write commands are issued.
+.TP
+.BI zone_reset_threshold \fR=\fPfloat
+A number between zero and one that indicates the ratio of logical blocks with
+data to the total number of logical blocks in the test above which zones
+should be reset periodically.
+.TP
+.BI zone_reset_frequency \fR=\fPfloat
+A number between zero and one that indicates how often a zone reset should be
+issued if the zone reset threshold has been exceeded. A zone reset is
+submitted after each (1 / zone_reset_frequency) write requests. This and the
+previous parameter can be used to simulate garbage collection activity.
 
 .SS "I/O type"
 .TP
@@ -1687,12 +1753,38 @@ are "contiguous" and the IO depth is not exceeded) before issuing a call to IME.
 Asynchronous read and write using DDN's Infinite Memory Engine (IME). This
 engine will try to stack as much IOs as possible by creating requests for IME.
 FIO will then decide when to commit these requests.
+.TP
+.B libiscsi
+Read and write iscsi lun with libiscsi.
 .SS "I/O engine specific parameters"
 In addition, there are some parameters which are only valid when a specific
 \fBioengine\fR is in use. These are used identically to normal parameters,
 with the caveat that when used on the command line, they must come after the
 \fBioengine\fR that defines them is selected.
 .TP
+.BI (io_uring)hipri
+If this option is set, fio will attempt to use polled IO completions. Normal IO
+completions generate interrupts to signal the completion of IO, polled
+completions do not. Hence they are require active reaping by the application.
+The benefits are more efficient IO for high IOPS scenarios, and lower latencies
+for low queue depth IO.
+.TP
+.BI (io_uring)fixedbufs
+If fio is asked to do direct IO, then Linux will map pages for each IO call, and
+release them when IO is done. If this option is set, the pages are pre-mapped
+before IO is started. This eliminates the need to map and release for each IO.
+This is more efficient, and reduces the IO latency as well.
+.TP
+.BI (io_uring)sqthread_poll
+Normally fio will submit IO by issuing a system call to notify the kernel of
+available items in the SQ ring. If this option is set, the act of submitting IO
+will be done by a polling thread in the kernel. This frees up cycles for fio, at
+the cost of using more CPU in the system.
+.TP
+.BI (io_uring)sqthread_poll_cpu
+When `sqthread_poll` is set, this option provides a way to define which CPU
+should be used for the polling thread.
+.TP
 .BI (libaio)userspace_reap
 Normally, with the libaio engine in use, fio will use the
 \fBio_getevents\fR\|(3) system call to reap newly returned events. With
@@ -2006,8 +2098,15 @@ changing data and the overlapping region has a non-zero size. Setting
 \fBserialize_overlap\fR tells fio to avoid provoking this behavior by explicitly
 serializing in-flight I/Os that have a non-zero overlap. Note that setting
 this option can reduce both performance and the \fBiodepth\fR achieved.
-Additionally this option does not work when \fBio_submit_mode\fR is set to
-offload. Default: false.
+.RS
+.P
+This option only applies to I/Os issued for a single job except when it is
+enabled along with \fBio_submit_mode\fR=offload. In offload mode, fio
+will check for overlap among all I/Os submitted by offload jobs with \fBserialize_overlap\fR
+enabled.
+.P
+Default: false.
+.RE
 .TP
 .BI io_submit_mode \fR=\fPstr
 This option controls how fio submits the I/O to the I/O engine. The default
@@ -2137,6 +2236,30 @@ Determines how iolog is read. If false (default) entire \fBread_iolog\fR will
 be read at once. If selected true, input from iolog will be read gradually.
 Useful when iolog is very large, or it is generated.
 .TP
+.BI merge_blktrace_file \fR=\fPstr
+When specified, rather than replaying the logs passed to \fBread_iolog\fR,
+the logs go through a merge phase which aggregates them into a single blktrace.
+The resulting file is then passed on as the \fBread_iolog\fR parameter. The
+intention here is to make the order of events consistent. This limits the
+influence of the scheduler compared to replaying multiple blktraces via
+concurrent jobs.
+.TP
+.BI merge_blktrace_scalars \fR=\fPfloat_list
+This is a percentage based option that is index paired with the list of files
+passed to \fBread_iolog\fR. When merging is performed, scale the time of each
+event by the corresponding amount. For example,
+`\-\-merge_blktrace_scalars="50:100"' runs the first trace in halftime and the
+second trace in realtime. This knob is separately tunable from
+\fBreplay_time_scale\fR which scales the trace during runtime and will not
+change the output of the merge unlike this option.
+.TP
+.BI merge_blktrace_iters \fR=\fPfloat_list
+This is a whole number option that is index paired with the list of files
+passed to \fBread_iolog\fR. When merging is performed, run each trace for
+the specified number of iterations. For example,
+`\-\-merge_blktrace_iters="2:1"' runs the first trace for two iterations
+and the second trace for one iteration.
+.TP
 .BI replay_no_stall \fR=\fPbool
 When replaying I/O with \fBread_iolog\fR the default behavior is to
 attempt to respect the timestamps within the log and replay them with the
@@ -2169,11 +2292,12 @@ Unfortunately this also breaks the strict time ordering between multiple
 device accesses.
 .TP
 .BI replay_align \fR=\fPint
-Force alignment of I/O offsets and lengths in a trace to this power of 2
-value.
+Force alignment of the byte offsets in a trace to this value. The value
+must be a power of 2.
 .TP
 .BI replay_scale \fR=\fPint
-Scale sector offsets down by this factor when replaying traces.
+Scale bye offsets down by this factor when replaying traces. Should most
+likely use \fBreplay_align\fR as well.
 .SS "Threads, processes and job synchronization"
 .TP
 .BI replay_skip \fR=\fPstr
@@ -2583,6 +2707,12 @@ steady state assessment criteria. All assessments are carried out using only
 data from the rolling collection window. Threshold limits can be expressed
 as a fixed value or as a percentage of the mean in the collection window.
 .RS
+.P
+When using this feature, most jobs should include the \fBtime_based\fR
+and \fBruntime\fR options or the \fBloops\fR option so that fio does not
+stop running after it has covered the full size of the specified file(s)
+or device(s).
+.RS
 .RS
 .TP
 .B iops
@@ -3225,7 +3355,8 @@ is one long line of values, such as:
                A description of this job goes here.
 .fi
 .P
-The job description (if provided) follows on a second line.
+The job description (if provided) follows on a second line for terse v2.
+It appears on the same line for other terse versions.
 .P
 To enable terse output, use the \fB\-\-minimal\fR or
 `\-\-output\-format=terse' command line options. The
@@ -3360,6 +3491,11 @@ minimal output v3, separated by semicolons:
 .nf
                terse_version_3;fio_version;jobname;groupid;error;read_kb;read_bandwidth;read_iops;read_runtime_ms;read_slat_min;read_slat_max;read_slat_mean;read_slat_dev;read_clat_min;read_clat_max;read_clat_mean;read_clat_dev;read_clat_pct01;read_clat_pct02;read_clat_pct03;read_clat_pct04;read_clat_pct05;read_clat_pct06;read_clat_pct07;read_clat_pct08;read_clat_pct09;read_clat_pct10;read_clat_pct11;read_clat_pct12;read_clat_pct13;read_clat_pct14;read_clat_pct15;read_clat_pct16;read_clat_pct17;read_clat_pct18;read_clat_pct19;read_clat_pct20;read_tlat_min;read_lat_max;read_lat_mean;read_lat_dev;read_bw_min;read_bw_max;read_bw_agg_pct;read_bw_mean;read_bw_dev;write_kb;write_bandwidth;write_iops;write_runtime_ms;write_slat_min;write_slat_max;write_slat_mean;write_slat_dev;write_clat_min;write_clat_max;write_clat_mean;write_clat_dev;write_clat_pct01;write_clat_pct02;write_clat_pct03;write_clat_pct04;write_clat_pct05;write_clat_pct06;write_clat_pct07;write_clat_pct08;write_clat_pct09;write_clat_pct10;write_clat_pct11;write_clat_pct12;write_clat_pct13;write_clat_pct14;write_clat_pct15;write_clat_pct16;write_clat_pct17;write_clat_pct18;write_clat_pct19;write_clat_pct20;write_tlat_min;write_lat_max;write_lat_mean;write_lat_dev;write_bw_min;write_bw_max;write_bw_agg_pct;write_bw_mean;write_bw_dev;cpu_user;cpu_sys;cpu_csw;cpu_mjf;cpu_minf;iodepth_1;iodepth_2;iodepth_4;iodepth_8;iodepth_16;iodepth_32;iodepth_64;lat_2us;lat_4us;lat_10us;lat_20us;lat_50us;lat_100us;lat_250us;lat_500us;lat_750us;lat_1000us;lat_2ms;lat_4ms;lat_10ms;lat_20ms;lat_50ms;lat_100ms;lat_250ms;lat_500ms;lat_750ms;lat_1000ms;lat_2000ms;lat_over_2000ms;disk_name;disk_read_iops;disk_write_iops;disk_read_merges;disk_write_merges;disk_read_ticks;write_ticks;disk_queue_time;disk_util
 .fi
+.P
+In client/server mode terse output differs from what appears when jobs are run
+locally. Disk utilization data is omitted from the standard terse output and
+for v3 and later appears on its own separate line at the end of each terse
+reporting cycle.
 .SH JSON OUTPUT
 The \fBjson\fR output format is intended to be both human readable and convenient
 for automated parsing. For the most part its sections mirror those of the
@@ -3470,6 +3606,45 @@ Write `length' bytes beginning from `offset'.
 Trim the given file from the given `offset' for `length' bytes.
 .RE
 .RE
+.SH I/O REPLAY \- MERGING TRACES
+Colocation is a common practice used to get the most out of a machine.
+Knowing which workloads play nicely with each other and which ones don't is
+a much harder task. While fio can replay workloads concurrently via multiple
+jobs, it leaves some variability up to the scheduler making results harder to
+reproduce. Merging is a way to make the order of events consistent.
+.P
+Merging is integrated into I/O replay and done when a \fBmerge_blktrace_file\fR
+is specified. The list of files passed to \fBread_iolog\fR go through the merge
+process and output a single file stored to the specified file. The output file is
+passed on as if it were the only file passed to \fBread_iolog\fR. An example would
+look like:
+.RS
+.P
+$ fio \-\-read_iolog="<file1>:<file2>" \-\-merge_blktrace_file="<output_file>"
+.RE
+.P
+Creating only the merged file can be done by passing the command line argument
+\fBmerge-blktrace-only\fR.
+.P
+Scaling traces can be done to see the relative impact of any particular trace
+being slowed down or sped up. \fBmerge_blktrace_scalars\fR takes in a colon
+separated list of percentage scalars. It is index paired with the files passed
+to \fBread_iolog\fR.
+.P
+With scaling, it may be desirable to match the running time of all traces.
+This can be done with \fBmerge_blktrace_iters\fR. It is index paired with
+\fBread_iolog\fR just like \fBmerge_blktrace_scalars\fR.
+.P
+In an example, given two traces, A and B, each 60s long. If we want to see
+the impact of trace A issuing IOs twice as fast and repeat trace A over the
+runtime of trace B, the following can be done:
+.RS
+.P
+$ fio \-\-read_iolog="<trace_a>:"<trace_b>" \-\-merge_blktrace_file"<output_file>" \-\-merge_blktrace_scalars="50:100" \-\-merge_blktrace_iters="2:1"
+.RE
+.P
+This runs trace A at 2x the speed twice for approximately the same runtime as
+a single run of trace B.
 .SH CPU IDLENESS PROFILING
 In some cases, we want to understand CPU overhead in a test. For example, we
 test patches for the specific goodness of whether they reduce CPU usage.
@@ -3715,6 +3890,9 @@ containing two hostnames `h1' and `h2' with IP addresses 192.168.10.120 and
 /mnt/nfs/fio/192.168.10.121.fileio.tmp
 .PD
 .RE
+.P
+Terse output in client/server mode will differ slightly from what is produced
+when fio is run in stand-alone mode. See the terse output section for details.
 .SH AUTHORS
 .B fio
 was written by Jens Axboe <axboe@kernel.dk>.