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mxfio

fio（Flexible I/O Tester）是一款功能强大且灵活的开源磁盘 I/O 性能测试工具。它可以对块设备（比如磁盘、固态硬盘等）以及文件系统进行多种类型的 I/O 性能测试，在存储系统的性能评估、优化等方面有着广泛应用。

fio支持多种I/O引擎，其中包括libcufile和psync。我们将fio移植到MACA软件栈并命名为mxfio（可执行文件仍名为fio），使用libcufile引擎测试MACA MAS特性。 在使用libcufile I/O引擎时，通过cuda_io指定往显存中读写使用的I/O引擎。

• cuda_io=cufile时，存储storage和显存之间直接使用libcufile 的API进行读写。
• cuda_io=posix时，存储storage先经过pwrite/pread 至内存，然后再通过libcufile API至显存。

通过灵活使用不同的I/O引擎，可以对比Storage <-> CPU，Storage <-> GPU, Storage <– CPU –> GPU 三种不同数据通路下的各种IO的性能。

编译

mxfio编译安装请参考build.sh

首先设置环境变量如下：

export MACA_PATH=/opt/maca
export LD_LIBRARY_PATH=/opt/maca/lib:/opt/mxdriver/lib

build.sh内容如下：

../configure --enable-cuda --enable-libcufile
# 执行编译前的配置,自定义一部分功能是否开启并且检测当前平台是否有其余功能的对应支持，结果打印到终端并存储到同一目录下的config-host.h
# 如需启用Huawei NDS file system，将nds_api.h（其中需注释掉enum nds_file_op_err_s定义，因其在cudatocann.h中重新封装）和nds_file.h拷贝至mxFIO目录，并将libndsfs.so拷贝至/opt/maca/lib, 执行../configure --enable-cuda --enable-libcufile --enable-nds

make -j 12

sudo make install

如果需要完整执行预期的所有UT case，请在编译前安装aio以及CUnit

sudo apt install libaio1 libaio-dev libcunit1 libcuit1-dev

运行

一般情况下我们使用*.fio文件指定mxfio的各项运行参数

fio example.fio

以下配置参数可供参考：

[test]
ioengine=libcufile
bs=1M
size=4G
direct=1
gpu_dev_ids=0
cuda_io=cufile
readwrite=write
ramp_time=4
numjobs=1
end_fsync=1
group_reporting

mxfio支持的其他参数配置，参考HOWTO.rst或者 Welcome to FIO’s documentation!。

mxfio 测试完成后会输出详细的测试结果报告，常见的指标有：

• 带宽（Throughput）：表示单位时间内读写的数据量，通常以 MB/s（兆字节每秒）或者 GB/s（吉字节每秒）为单位，它直观体现了存储设备的数据传输速度快慢。
• IOPS（Input/Output Operations Per Second）：即每秒输入输出操作次数，对于一些频繁进行小数据量读写的场景（像数据库中大量的事务操作，每次读写的数据量不大但操作很频繁），IOPS 是个很重要的性能衡量指标。
• 平均响应时间（Average Latency）：反映了从发出 I/O 请求到得到响应所花费的平均时间，单位一般是毫秒（ms），较短的平均响应时间意味着存储设备能够快速响应读写请求。

当前移植的mxfio基于开源fio-3.40版本axboe/fio，依赖glibc 2.30及其以上。Ubuntu18.04 OS中默认安装的glibc 版本低于V2.30, 无法运行当前移植的mxfio。