文件系统测试代码的仓库

fstest - 文件系统综合测试工具

单个可执行程序，通过命令行选项选择不同的测试功能。

编译

make

使用方法

./fstest -d <测试目录> [-m <模式>] [-j <线程数>] [-s <IO大小>] [-f <文件大小MB>] [-i <迭代次数>] [-v]

参数说明

参数	说明	默认值
-d <dir>	测试文件存放目录（必须）	-
-m <mode>	测试模式（使用英文单词）	all
-j <n>	并发线程数	1
-s <bytes>	IO 大小（字节）	4096
-f <MB>	测试文件大小（MB）	256
-i <n>	迭代次数	5
-v	详细输出	-
-h	显示帮助	-

说明：当前推荐使用英文模式名；为兼容旧脚本，程序仍接受历史数字别名 0-6。

测试模式

模式	说明
all	运行所有测试
functional	功能正确性测试
consistency	数据一致性测试
exception	异常场景测试
concurrent	并发测试
stress	压力和稳定性测试
performance	性能测试

示例

# 运行所有测试
./fstest -d /tmp/fstest_data

# 仅运行功能正确性测试
./fstest -d /tmp/fstest_data -m functional

# 性能测试，4线程，4KB IO
./fstest -d /mnt/nufs -m performance -j 4 -s 4096

# 并发测试，8线程
./fstest -d /tmp/fstest_data -m concurrent -j 8

# 压力测试，小文件大小
./fstest -d /tmp/fstest_data -m stress -f 16 -i 2

测试类别

1. 功能正确性测试 (-m functional)

验证基本文件系统操作是否正确：

• 创建 / 删除文件
• 读 / 写 / 追加 / 截断
• 创建 / 删除目录
• 重命名、移动
• 权限、时间戳、属性检查
• 硬链接 / 软链接
• 路径解析（相对路径、绝对路径、.、..）

2. 数据一致性测试 (-m consistency)

确保写入的数据读回后是正确的：

• 写后读校验
• 校验和 / CRC32 比对
• 随机读写一致性检查
• 大文件、小文件、空文件测试
• 稀疏文件测试
• 反复覆盖写后的结果验证

3. 异常场景测试 (-m exception)

测试文件系统在异常条件下的行为：

• 权限不足 (EACCES)
• 文件锁定 / 被占用
• 不存在的文件操作 (ENOENT)
• 非空目录删除 (ENOTEMPTY)
• 中断写操作后的文件可访问性
• 边界条件（零长度写、超长文件名）

4. 并发测试 (-m concurrent)

验证多线程并发操作的可靠性：

• 并发读写同一文件
• 并发创建 / 删除文件
• 并发目录操作
• 文件锁测试（带锁计数器）
• 竞争条件检测

5. 压力和稳定性测试 (-m stress)

测试高负载下的表现：

• 海量小文件（1000个文件创建/删除）
• 超大文件读写
• 深层目录结构（50层）
• 高频创建 / 删除 / 重命名
• 循环读写一致性验证

6. 性能测试 (-m performance)

衡量文件系统性能表现：

• 基于常规 read/write 的顺序读写吞吐量
• 基于常规 read/write 的随机读写吞吐量
• 基于 O_DIRECT 的顺序/随机读写吞吐量
• 基于 mmap 的顺序/随机读写吞吐量
• 不同 IO 大小下的表现
• 读写延迟统计（平均、最小、最大）
• 元数据操作性能（create / stat / rename / unlink）

实现上，这一组测试会分别从三种访问路径观察文件系统性能：普通 read/write、尽量绕过页缓存的 O_DIRECT，以及基于内存映射的 mmap。

• O_DIRECT 路径包含顺序读、顺序写、随机读、随机写四项；如果当前文件系统、挂载方式或内核不支持，则会输出 SKIP，不会让整组性能测试失败。
• 由于 O_DIRECT 对齐要求较严格，测试时会把 IO size 向上对齐到 4096 字节后再执行。
• mmap 路径同样覆盖顺序读、顺序写、随机读、随机写；其中写测试使用共享映射，并在每轮迭代后执行 msync(MS_SYNC)，因此结果更接近“映射写入并同步落盘”的开销。

输出中会看到类似下面几类标签：

• Sequential Read / Sequential Write / Random Read / Random Write
• Sequential Read (O_DIRECT) / Sequential Write (O_DIRECT) / Random Read (O_DIRECT) / Random Write (O_DIRECT)
• Sequential Read (mmap) / Sequential Write (mmap) / Random Read (mmap) / Random Write (mmap)

目录结构

src/                    # 统一测试工具源码
  main.c                # 入口、选项解析、测试调度
  common.h / common.c   # 公共定义和工具函数
  test_functional.c     # 功能正确性测试
  test_consistency.c    # 数据一致性测试
  test_exception.c      # 异常场景测试
  test_concurrent.c     # 并发测试
  test_stress.c         # 压力和稳定性测试
  test_performance.c    # 性能测试
Makefile                # 编译构建