Linux + SSD 上交换分区的背景丢弃

Question

问题

我想在 Linux 上的 SSD 磁盘内的交换分区上启用后台TRIM 操作。根据几篇文章，例如这篇文章，内核会检测此配置并自动执行丢弃操作，但在我的测试中，尽管使用“丢弃”挂载选项来强制执行此行为，但它似乎不起作用。

设想

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

背景

这些是我用来检查后台 TRIM 是否在交换分区上工作的步骤：

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

   # 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. 交换填充：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，运行一个脚本来分配所有可用内存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”显示使用了 100% 的交换内存。使用“hdparm --read-sector”检查交换分区扇区的原始内容，所有字节都设置为“4141”，即“A”字符的相应十六进制表示法，一切都按预期工作。这是一个逐个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 等获取交换分区的开始/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”在系统中不返回交换使用。此时，Linux 开始在后台丢弃交换分区的内容，但它不起作用，扇区的内容仍然是“4141”，甚至几个小时后。

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才执行完全丢弃，但从未在后台执行，尽管 /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，该函数有两个独特的引用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，但似乎它从不执行 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才发出初始完全丢弃？谢谢。

Answer 1

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当我停止脚本时，它会释放所有内存，包括交换\n分配， \xe2\x80\x9cswapon -s\xe2\x80\x9d 在系统中不返回交换使用情况。此时，\xe2\x80\x99 预计 Linux 会开始在后台丢弃\n 交换分区的内容，但\xe2\x80\x99 不起作用，\n 扇区的内容仍然是 \n xe2\x80\x9c4141\xe2\x80\x9d，甚至几个小时后。

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当返回“未使用交换”时，交换的内容将被有效地“丢弃” swapon -s。\n系统不会覆盖块的内容（填充为“4141”），因为它是 SSD，过多的写入会缩短 SSD 的使用寿命。\n（至少，这是我从文档中得出的结论）

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