benchmark测试IO性能

benchmark测试
 常用Androbench 的Micro项来测试。 可以选择测试/data还是/sdcard分区


dd同样设置CPU，以及关闭LPM
  shell “echo 0 > /sys/class/mmc_host/mmc0/perf”
  shell “echo 1 > /sys/class/mmc_host/mmc0/perf”
 开始测试，可以是benchmark或者实际的case
 测试结束后，Adb shell “cat /sys/class/mmc_host/mmc0/perf”
 最后cat出来的就是驱动层的性能指标，如果和spec或参考机的差距比较大，先检查该mmc的
clock是否正常：
 先关掉clock scaling: echo 0 > /sys/class/mmc_host/mmcX/clk_scaling/enable
 然后读取频率ex: gcc_sdcc1_apps_clk is for eMMC
 

 另外还可以检查sys/block/mmcblk0/queue/read_ahead_kb这个值和参考机是否一致。 如果是T
卡，那么应该是mmcblk1，OTG的U盘可能是类似sys/block/sda这样的路径，需要具体确认。

2|root@msm8916_64_a539:/sys/block/mmcblk0 # ls
ls
alignment_offset
bdi
bkops_check_threshold
capability
dev
device
discard_alignment
ext_range
force_ro
holders
inflight
mmcblk0p1
mmcblk0p10
mmcblk0p11
mmcblk0p12
mmcblk0p13
mmcblk0p14
mmcblk0p15
mmcblk0p16
mmcblk0p17
mmcblk0p18
mmcblk0p19
mmcblk0p2
mmcblk0p20
mmcblk0p21
mmcblk0p22
mmcblk0p23
mmcblk0p24
mmcblk0p25
mmcblk0p26
mmcblk0p27
mmcblk0p28
mmcblk0p29
mmcblk0p3
mmcblk0p4
mmcblk0p5
mmcblk0p6
mmcblk0p7
mmcblk0p8
mmcblk0p9
mmcblk0rpmb
no_pack_for_random
num_wr_reqs_to_start_packing
power
queue
range
removable
ro
size
slaves
stat
subsystem
uevent
root@msm8916_64_a539:/sys/block/mmcblk0 # cd queue
cd queue
root@msm8916_64_a539:/sys/block/mmcblk0/queue # ls
ls
add_random
discard_granularity
discard_max_bytes
discard_zeroes_data
hw_sector_size
iosched
iostats
logical_block_size
max_hw_sectors_kb
max_integrity_segments
max_sectors_kb
max_segment_size
max_segments
minimum_io_size
nomerges
nr_requests
optimal_io_size
physical_block_size
read_ahead_kb
rotational
rq_affinity
scheduler
write_same_max_bytes
root@msm8916_64_a539:/sys/block/mmcblk0/queue # cat read_ahead_kb
cat read_ahead_kb
512
root@msm8916_64_a539:/sys/block/mmcblk0/queue #

下面是IO调度的一些介绍:

I/O 调度算法再各个进程竞争磁盘I/O的时候担当了裁判的角色。他要求请求的次序和时机做最优化的处理，以求得尽可能最好的整体I/O性能。
在linux下面列出4种调度算法
CFQ (Completely Fair Queuing 完全公平的排队)(elevator=cfq)：

这是默认算法，对于通用服务器来说通常是最好的选择。它试图均匀地分布对I/O带宽的访问。在多媒体应用, 总能保证audio、video及时从磁盘读取数据。但对于其他各类应用表现也很好。每个进程一个queue，每个queue按照上述规则进行merge和sort。进程之间round robin调度，每次执行一个进程的4个请求。可以调 queued 和 quantum 来优化
Deadline (elevator=deadline)：

这个算法试图把每次请求的延迟降至最低。该算法重排了请求的顺序来提高性能。可以调队列的过期的读写过程，如 read_expire 和 write_expire 二个参数来控制多久内一定要读到数据，超时就放弃排序。比较合适小文件。还可以使用打开 front_merges 来进行合并邻近文件。
NOOP (elevator=noop):

    I/O请求被分配到队列，调度由硬件进行，只有当CPU时钟频率比较有限时进行。
Noop对于I/O不那么操心，对所有的I/O请求都用FIFO队列形式处理，默认认为 I/O不会存在性能问题。这也使得CPU也不用那么操心。当然对于复杂一点的应用类型使用这个调度器，用户自己就会非常操心。
Noop调度算法指的是当请求被存储到队列并交由I/O子系统处理时由磁盘硬件对其进行优化。该算法一般只对一些特定的硬件（例如RAM disk和TCQ disk等）。现代磁盘控制器都具备通过tagged command queuing进行优化的功能。Tagged command queuing（TCQ）可以通过由磁盘控制器对I/O请求进行重新排序来减少磁头的动作。通常需要进行重组的I/O请求都会带有一个标识符，这样控制器在接收到这些I/O请求的时候会按照规则进行处理。
有些应用程序需要对队列长度进行限制，而现代的设备驱动都具备用于控制队列长度的TCO功能，并且该功能可以作为内核参数在系统启动的时候添加。例如要控制SCSI驱动器Lun2的队列长度为64个请求，可以修改/etc/grub.conf并增加下面的内核参数：aic7xxx=tag_info:{{0,0,64,0,0,0,0}}

Anticipatory (elevator=as):

   对读操作优化服务时间，在提供一个I/O的时候进行短时间等待，使进程能够提交到另外的I/O。Anticipatory scheduler（as) 曾经一度是Linux 2.6 Kernel的I/O scheduler。Anticipatory的中文含义是“预料的，预想的”，这个词的确揭示了这个算法的特点，简单的说有个I/O发生的时候，如果又有进程请求I/O操作，则将产生一个默认的6毫秒猜测时间，猜测下一个进程请求I/O是要干什么的。这对于随机读取会造成比较大的延时，对数据库应用很糟糕，而对于Web Server等则会表现的不错。这个算法也可以简单理解为面向低速磁盘的，因为那个“猜测”实际上的目的是为了减少磁头移动时间。因此这种算法更加适合顺序读写的应用程序。这个可以用来调整的内核参数有 antic_expire ,read_expire 和 write_expire.

 
linux中IO调度方法的查看和设置的方法
查看当前IO
 cat /sys/block/{DEVICE-NAME}/queue/scheduler
 cat /sys/block/sd*/queue/scheduler
例:输出结果如下
noop anticipatory deadline [cfq]
设置当前IO
 echo {SCHEDULER-NAME} > /sys/block/{DEVICE-NAME}/queue/scheduler
 echo noop > /sys/block/hda/queue/scheduler
对IO调度使用的建议
Deadline I/O scheduler 
       在这个中 deadline 调度算法通过降低性能而获得更短的等待时间，它使用轮询的调度器,简洁小巧,提供了最小的读取延迟和尚佳的吞吐量,特别适合于读取较多的环境(比如数据库,Oracle 10G 之类).
 
Anticipatory I/O scheduler
      anticipatory 算法通过增加等待时间来获得更高的性能，假设一个块设备只有一个物理查找磁头(例如一个单独的SATA硬盘),将多个随机的小写入流合并成一个大写入流(相当于给随机读写变顺序读写), 使用这个原理来使用读取写入的延时换取最大的读取写入吞吐量.适用于大多数环境,特别是读取写入较多的环境,比如文件服务器,Web 应用,App等应用我们可以采纳as调度.后面我会教大家怎么调这个的合并的等待时间。
 
CFQ I/O scheduler
      这个是 对所有因素也都做了折中而尽量获得公平性,使用QoS策略为所有任务分配等量的带宽,避免进程被饿死并实现了较低的延迟,可以认为是上述两种调度器的折中.适用于有大量进程的多用户系统
 
Anticipatory 调节
 
根据上面的内容，我们算法中可能用的最多的就是 Anticipatory 的算法了，会根据时间来多排一些内容在写，所以下面讲讲这个参数可以调的部分。
除了算法修改成这个算法外，影响它的还有

磁盘队列长度
/sys/block/sda/queue/nr_requests 默认只有 128 个队列，可以提高到 512 个。会更加占用内存，但能更加多的合并读写操作，速度变慢，但能读写更加多的量

等待时间 
/sys/block/sda/queue/iosched/antic_expire 读取附近产生的新请时等待多长时间

 

 对读优化的参数
/sys/block/sda/queue/read_ahead_kb
    这个参数对顺序读非常有用，意思是，一次提前读多少内容，无论实际需要多少。默认一次读 128kb 远小于要读的，设置大些对读大文件非常有用，可以有效的减少读 seek 的次数，这个参数可以使用 blockdev –setra 来设置，setra 设置的是多少个扇区，所以实际的字节是除以2，比如设置 512 ，实际是读 256 个字节。
几个非常有效的 IO 调度调节的内核参数
/proc/sys/vm/dirty_ratio
    这个参数控制文件系统的文件系统写缓冲区的大小，单位是百分比，表示系统内存的百分比，表示当写缓冲使用到系统内存多少的时候，开始向磁盘写出数 据。增大之会使用更多系统内存用于磁盘写缓冲，也可以极大提高系统的写性能。但是，当你需要持续、恒定的写入场合时，应该降低其数值，一般启动上缺省是 10。下面是增大的方法： echo ’40′> /proc/sys/vm/dirty_ratio

/proc/sys/vm/dirty_background_ratio 
    这个参数控制文件系统的pdflush进程，在何时刷新磁盘。单位是百分比，表示系统内存的百分比，意思是当写缓冲使用到系统内存多少的时候， pdflush开始向磁盘写出数据。增大之会使用更多系统内存用于磁盘写缓冲，也可以极大提高系统的写性能。但是，当你需要持续、恒定的写入场合时，应该降低其数值，一般启动上缺省是 5。下面是增大的方法： echo ’20′ > /proc/sys/vm/dirty_background_ratio

/proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs 
    这个参数控制内核的脏数据刷新进程pdflush的运行间隔。单位是 1/100 秒。缺省数值是500，也就是 5 秒。如果你的系统是持续地写入动作，那么实际上还是降低这个数值比较好，这样可以把尖峰的写操作削平成多次写操作。设置方法如下： echo ’200′ > /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs 如果你的系统是短期地尖峰式的写操作，并且写入数据不大（几十M/次）且内存有比较多富裕，那么应该增大此数值： echo ’1000′ > /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs

/proc/sys/vm/dirty_expire_centisecs 
这个参数声明Linux内核写缓冲区里面的数据多“旧”了之后，pdflush进程就开始考虑写到磁盘中去。单位是 1/100秒。缺省是 30000，也就是 30 秒的数据就算旧了，将会刷新磁盘。对于特别重载的写操作来说，这个值适当缩小也是好的，但也不能缩小太多，因为缩小太多也会导致IO提高太快。建议设置为 1500，也就是15秒算旧。 echo ’1500′ > /proc/sys/vm/dirty_expire_centisecs 当然，如果你的系统内存比较大，并且写入模式是间歇式的，并且每次写入的数据不大（比如几十M），那么这个值还是大些的好。