Talvez haja outra maneira, mas acabamos decidindo criar um dispositivo de loopback para um arquivo grande na matriz montada e, em seguida, executar o teste sobre isso:
fio --name=readiops --filename=/dev/loop0 --direct=1 --rw=randread --bs=4k --numjobs=4 --iodepth=32 --direct=1 --iodepth_batch=16 --iodepth_batch_complete=16 \
--runtime=100 --ramp_time=5 --norandommap --time_based --ioengine=libaio --group_reporting