本博客前面介紹的讀寫性能測試工具 Bonnie：https://blog.csdn.net/engrossment/article/details/83833287 以及 Bonnie++：https://blog.csdn.net/engrossment/article/details/84137801
Fio是一款 IO 性能測試工具，可用於測試CPU、網絡及存儲等多種設備的性能數據，它是一款工具，也是一個測試框架，支持用戶編寫自己的測試插件。Github 倉庫地址：https://github.com/axboe/fio
交叉編譯
在 x86 PC 上編譯：
HOST# ./configure
HOST# make
即可得到可執行程序 fio，運行使用即可。
交叉編譯在 ARM 平臺使用的 fio，以下以廣州創龍 TL5728-EasyEVM 爲例：
TARGET# source ~/57x/ti-processor-sdk-linux-rt-am57xx-evm-04.03.00.05/linux-devkit/environment-setup
TARGET# ./configure
TARGET# make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
TARGET# file fio
最後可以看到生成的 fio 可執行程序的屬性。Fio 的跨平臺特性做得非常好。
Fio常用參數介紹
- Fio 命令格式
fio -filename=str -ioengine=str -iodepth=int -iodepth_batch=int -iodepth_low=int -iodepth_batch_complete=int -direct=int -rw=str -bs=str -size=str -numjobs=int -thread -group_reporting -allow_mounted_write=int -name=str -userspace_reap -ramp_time=int
- filename
filename=str，待測試的儲存設備節點。e.g.：-filename=/dev/sda。
- ioengine
ioengine=libaio，I/O測試引擎，定義測試任務向設備發起I/O的方式。
- I/O深度
iodepth=int，異步I/O引擎使用的隊列深度值，默認值爲1。
Fio工具中iodepth配置的是整個測試任務所有線程的總隊列深度值，如果線程數量numjobs配置成4，隊列深度iodepth配置成128，那麼，每個線程使用的隊列深度爲128/4=32。
- iodepth_batch
iodepth_batch=int，一次提交的I/O數量，默認值是iodepth。
- iodepth_batch_complete
iodepth_batch_complete=int，定義了一次檢索多少個I/O數量，默認值爲1。
- iodepth_low
iodepth_low=int，設置下次開始填充I/O閥值，默認值是iodepth。
libaio引擎調用io_setup準備可以存放iodepth個I/O請求的隊列。在壓力測試進行過程中，系統會生成特定的I/O請求，往I/O請求隊列裏面扔，當隊列裏面的I/O請求個數達到iodepth_batch值的時候，就調用io_submit批次提交請求，然後調用io_getevents開始處理已經完成的I/O。由於處理超時時間設置爲0，所以完成多少個就處理多少個，最多可以處理iodepth_batch_complete值個。隨着處理，I/O隊列裏面的請求數就減少，當I/O數目降到iodepth_low值的時候，就重新填充，保證OS可以看到至少iodepth_low數目的I/O請求在排隊。
如果I/O引擎是異步的，需要指定測試需要保持的隊列深度，默認對於每個文件來說是1，可以設置一個更大的值降低填隊列充次數，提高I/O請求處理效率。
- I/O操作模式
direct=int，是否採用non-buffered io方式操作I/O。
參數爲1，則標明採用non-buffered io方式操作I/O，同O_DIRECT效果一樣，不使用I/O緩存，直接讀寫I/O。參數爲0，則標明採用buffered io。
- I/O操作類型
rw=str，向文件發起的I/O操作類型，rw=read爲順序讀，rw=write爲順序寫。
- bs(Block Size)
bs=int，I/O單元的大小。
可以是一個孤立的值，也可以是一個範圍。單次I/O的block size，默認值爲4k。如果是單個值的話，將會對讀寫都生效。如果是一個逗號，再跟一個int值的話，則是僅對於寫有效。
bs = 8k讀寫都使用8k的塊。
bs = 4k,8k讀使用4k的塊，寫使用8k的塊。
bs = ,8k寫採用8k的塊，讀採用默認的值（4k）。
- size
size=int，每個線程讀/寫數據量。如果線程數numjobs配成4，size配成1G，那麼總測試數量=4 * 1G = 4G。
size選項一定要給出，可以是一個固定值，也可以給出一個1到100的百分比。e.g.： size=20%，Fio每個線程將會使用設備的20%的空間進行測試。
- 線程/進程數
numjobs=int，創建大量的線程/進程來執行同一件事。
Fio默認使用進程測試，如果配置thread，則使用線程。
- thread
thread，Fio使用線程測試模式。
- group_reporting
group_reporting，以報告形式打印總測試結果。
- name
name=str，任務名稱，可隨機命名，不可缺。
- allow_mounted_write
allow_mounted_write=int，設置爲1，允許對儲存設備進行寫入數據，設置爲0，不允許進行寫入測試。
- userspace_reap
提高異步I/O收割的速度。
- ramp_time
ramp_time=int，單位秒，設定在記錄任何性能信息之前要運行特定負載的時間。這個用來等性能穩定後，再記錄日誌結果，以免開始測試時虛高數據也統計到性能中。
測試命令實例
考慮到不同數據總線、存儲外設的特點不同，需使用不一樣的測試配置。
適用於 Micro SD、eMMC、NAND 的數據讀取帶寬（吞吐量）測試如下。寫入測試把 -rw 配置爲 write 即可。
TARGET# fio -filename=/dev/mmcblk0 -ioengine=libaio -iodepth=1 -iodepth_batch=1 -iodepth_low=1 -iodepth_batch_complete=1 -direct=1 -rw=read -bs=1024K -size=100M -numjobs=1 -thread -group_reporting -name=read_job -userspace_reap -ramp_time=1
適用於 USB、SATA、PCIe 的數據讀取帶寬（吞吐量）測試如下。寫入測試把 -rw 配置爲 write 即可。其中 USB、PCIe 總線測試可以通過轉接線、轉接板轉爲外接性能強勁的 SSD 固態硬盤，進行測試。
TARGET# fio -filename=/dev/sda -ioengine=libaio -iodepth=128 -iodepth_batch=128 -iodepth_low=128 -iodepth_batch_complete=128 -direct=1 -rw=read -bs=1024K -size=1G -numjobs=4 -thread -group_reporting -name=read_job -userspace_reap -ramp_time=1
2019年8月27日