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Linux + SSD 上的交换分区后台丢弃

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Linux + SSD 上的交换分区后台丢弃

问题

我想启用背景在 Linux 上对 SSD 磁盘中的交换分区进行 TRIM 操作。根据几篇文章，例如这个，内核检测到此配置并自动执行丢弃操作，但在我的测试中似乎它不起作用，虽然使用“丢弃”挂载选项来强制此行为。

设想

  • Debian Wheezy 运行 Linux 3.2.0
  • SSD 磁盘：1 x 120GB OCZ Vertex 3 MI
  • 2GB 交换“普通”分区，不含其他层（LVM、RAID 等）

背景

以下是我检查后台 TRIM 是否在交换分区上运行的步骤：

  1. TRIM 支持：检查 SSD 磁盘是否支持 TRIM 命令并且内核将该设备标记为非旋转：

    # hdparm -I /dev/sda | grep TRIM
 * Data Set Management TRIM supported (limit 1 block)
 * Deterministic read data after TRIM

# cat /sys/block/sda/queue/rotational
0

  2. 掉期填补：挂载分区，清理所有 VM 缓存，并配置 Linux 以积极交换，将 vm.swappiness 设置为 100。然后，运行分配所有可用内存的脚本并强制内核开始交换：

    # swapon [--discard] /dev/sda2
# echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
# echo 100 > /proc/sys/vm/swappiness
# ./fill-up-memory.up

    该脚本在具有 32GB 物理内存 + 2GB 交换分区的服务器上运行，并在内存中创建一个 ~33.8GB 的​​对象，这足以填满所有内存并开始交换。这是一个实现此行为的脚本示例：

    #!/usr/bin/python

mem = 33.8
testing = 'A' * int(1024 * 1024 * 1024 * mem)
raw_input()

  3. 检查交换内容：“swapon -s”显示交换内存的使用率为 100%。使用“hdparm --read-sector”，我检查了交换分区扇区的原始内容，所有字节都设置为“4141”，即“A”字符对应的十六进制表示法，一切正常。这是一个逐扇区读取交换分区内容的示例脚本：

    #!/bin/bash

for sector in `seq 194560 4100095` ; do
    hdparm --read-sector $sector /dev/sda
done

注意：您可以使用 parted、cfdisk 等获取交换分区的起始/结束扇区。

当我停止脚本时，它会释放所有内存，包括交换分配，“swapon -s”返回系统中没有交换使用情况。此时，预计 Linux 会在后台开始丢弃交换分区的内容，但实际上并没有起作用，即使过了几个小时，扇区的内容仍然是“4141”。

我进行了几次测试，似乎 Linux 仅在使用swapon()系统调用启用分区时执行完全丢弃，而从不在后台执行，尽管在 /etc/fstab 上启用了“丢弃”挂载选项。

进一步研究：blkdev_issue_discard() 是负责向底层 SSD 设备发送 TRIM 命令的内核函数，有两个对该函数的唯一引用mm/swapfile.c：

  • discard_swap()它在 swapon() 过程中被调用，如果启用了“discard”挂载选项，它会丢弃所有内容，这会按预期工作。
  • discard_swap_cluster()它应该丢弃集群交换的内容，但似乎它从未执行 TRIM 命令。

问题：Linux 在交换 + SSD 设备上的预期行为是什么？它应该丢弃所有空闲扇区/页面，还是仅在启动过程中启用分区时发出初始完全丢弃？谢谢。

答案1

看起来丢弃_swap_cluster仅从调用扫描_交换_映射而这又被称为获取交换页或者获取交换页的类型。因此，如果我是正确的，则仅当要分配新的交换页面时才会发生丢弃，而不是在释放页面时发生。

答案2

您的系统可能已将其--discard=once作为默认设置。您是否尝试过使用特定丢弃选项进行安装？

# nano /etc/fstab
________________________________________________________________
...
/dev/sda2    none    swap    ..., --discard=pages,...    ...
...

并像这样强制：

# swapon --discard=pages /dev/sda2

您还可以尝试创建一项fstrim服务，或者如果它已经可用，则对其进行配置。

答案3

当我停止脚本时，它会释放所有内存，包括交换分配，“swapon -s”返回系统中没有交换使用情况。此时，预计 Linux 会在后台开始丢弃交换分区的内容，但实际上并没有起作用，即使过了几个小时，扇区的内容仍然是“4141”。

当返回“未使用交换”时，交换的内容实际上被“丢弃” swapon -s。系统不会覆盖块的内容（填充“4141”），因为它是 SSD，过多的写入会缩短 SSD 的寿命。（至少，这是我从文档中得到的）

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