Linux swap partition size

This page provides an introduction to swap space and paging on GNU/Linux. It covers creation and activation of swap partitions and swap files.

Linux divides its physical RAM (random access memory) into chunks of memory called pages. Swapping is the process whereby a page of memory is copied to the preconfigured space on the hard disk, called swap space, to free up that page of memory. The combined sizes of the physical memory and the swap space is the amount of virtual memory available.

Support for swap is provided by the Linux kernel and user-space utilities from the util-linux package.

Swap space

Swap space can take the form of a disk partition or a file. Users may create a swap space during installation or at any later time as desired. Swap space can be used for two purposes, to extend the virtual memory beyond the installed physical memory (RAM), and also for suspend-to-disk support.

If it is beneficial to extend the virtual memory with swap depends on the amount of installed physical memory. If the amount of physical memory is less than the amount of memory required to run all the desired programs, then it may be beneficial to enable swap. This avoids out of memory conditions, where the Linux kernel OOM killer mechanism will automatically attempt to free up memory by killing processes. To increase the amount of virtual memory to the required amount, add the necessary difference (or more) as swap space.

The biggest drawback of enabling swap is its lower performance, see section #Performance. Hence, enabling swap is a matter of personal preference: some prefer programs to be killed over enabling swap and others prefer enabling swap and slower system when the physical memory is exhausted.

To check swap status, use:

Or to show physical memory as well as swap usage:

Swap partition

The factual accuracy of this article or section is disputed.

A swap partition can be created with most GNU/Linux partitioning tools. Swap partitions are typically designated as type 82 . Even though it is possible to use any partition type as swap, it is recommended to use type 82 in most cases since systemd will automatically detect it and mount it (see below).

To set up a partition as Linux swap area, the mkswap(8) command is used. For example:

To enable the device for paging:

To enable this swap partition on boot, add an entry to /etc/fstab :

where the device_UUID is the UUID of the swap space.

See fstab for the file syntax.

Activation by systemd

systemd activates swap partitions based on two different mechanisms. Both are executables in /usr/lib/systemd/system-generators . The generators are run on start-up and create native systemd units for mounts. The first, systemd-fstab-generator , reads the fstab to generate units, including a unit for swap. The second, systemd-gpt-auto-generator inspects the root disk to generate units. It operates on GPT disks only, and can identify swap partitions by their type GUID, see systemd#GPT partition automounting for more information.

Disabling swap

To deactivate specific swap space:

Alternatively use the -a switch to deactivate all swap space.

Since swap is managed by systemd, it will be activated again on the next system startup. To disable the automatic activation of detected swap space permanently, run systemctl —type swap to find the responsible .swap unit and mask it.

Swap file

As an alternative to creating an entire partition, a swap file offers the ability to vary its size on-the-fly, and is more easily removed altogether. This may be especially desirable if disk space is at a premium (e.g. a modestly-sized SSD).

Manually

Swap file creation

Use dd to create a swap file the size of your choosing. For example, creating a 512 MiB swap file:

Set the right permissions (a world-readable swap file is a huge local vulnerability):

After creating the correctly sized file, format it to swap:

Activate the swap file:

Finally, edit the fstab configuration to add an entry for the swap file:

For additional information, see fstab#Usage.

Remove swap file

To remove a swap file, it must be turned off first and then can be removed:

Finally remove the relevant entry from /etc/fstab .

Automated

zram-generator

The aim of this tool is the creation of zram devices. It is written in Rust and resides in systemd’s GitHub. It can be installed with the zram-generator package. Configuration is straightforward and explained in the README.

systemd-swap

systemd-swap is a script for creating hybrid swap space from zram swaps, swap files and swap partitions. It is not affiliated with the systemd project.

Install the systemd-swap package. Uncomment and set swapfc_enabled=1 in the Swap File Chunked section of /etc/systemd/swap.conf . Start/enable the systemd-swap service.

Visit the authors GitHub page for more information and setting up the recommended configuration.

Swap encryption

Performance

Swap operations are usually significantly slower than directly accessing data in RAM. Disabling swap entirely to improve performance can sometimes lead to a degradation, since it decreases the memory available for VFS caches, causing more frequent and costly disk I/O.

Swap values can be adjusted to help performance:

Swappiness

The swappiness sysctl parameter represents the kernel’s preference (or avoidance) of swap space. Swappiness can have a value between 0 and 200 (max 100 if Linux /sys/fs/cgroup/memory/memory.swappiness or /proc/sys/vm/swappiness can be read in order to obtain the raw integer value.

To temporarily set the swappiness value:

To set the swappiness value permanently, create a sysctl.d(5) configuration file. For example:

To test and more on why this may work, take a look at this article.

VFS cache pressure

Another sysctl parameter that affects swap performance is vm.vfs_cache_pressure , which controls the tendency of the kernel to reclaim the memory which is used for caching of VFS caches, versus pagecache and swap. Increasing this value increases the rate at which VFS caches are reclaimed[1]. For more information, see the Linux kernel documentation.

Priority

If you have more than one swap file or swap partition you should consider assigning a priority value (0 to 32767) for each swap area. The system will use swap areas of higher priority before using swap areas of lower priority. For example, if you have a faster disk ( /dev/sda ) and a slower disk ( /dev/sdb ), assign a higher priority to the swap area located on the fastest device. Priorities can be assigned in fstab via the pri parameter:

Or via the —priority parameter of swapon:

If two or more areas have the same priority, and it is the highest priority available, pages are allocated on a round-robin basis between them.

Using zswap or zram

Zswap is a Linux kernel feature providing a compressed write-back cache for swapped pages. This increases the performance and decreases the IO-Operations. ZRAM creates a virtual compressed Swap-file in memory as alternative to a swapfile on disk.

Striping

There is no necessity to use RAID for swap performance reasons. The kernel itself can stripe swapping on several devices, if you just give them the same priority in the /etc/fstab file. Refer to The Software-RAID HOWTO for details.

Источник

Файл и раздел подкачки в Linux. Разница между swapping и paging

Обновл. 23 Июн 2021 |

Каждая операционная система имеет в своем распоряжении некоторый выделенный объем оперативной памяти, с помощью которого она производит обработку различных программ. Однако этот объем ограничен и не может вместить в себя слишком большое количество данных. В связи с этим у системы появляется потребность в дополнительном резерве памяти, к которому можно было бы обратиться всякий раз, когда исчерпывается оперативная память.

Данная концепция применима как к операционной системе Windows, так и к Linux-системам. В ОС Windows, если возникает ситуация, когда для хранения процесса не хватает оперативной памяти, то система занимает некоторый объем памяти (т.н. «виртуальной памяти») из вторичного хранилища. Аналогичным образом поступают и Linux-системы.

Таким образом, оперативная память всегда обладает достаточным объемом памяти для сохранения в ней любого вновь запускаемого процесса. Заимствованное пространство жесткого диска называется памятью подкачки (англ. «swap memory»). И в этой статье мы подробно рассмотрим механизм памяти подкачки, его свойства и работу с ним в Linux.

Swapping vs. Paging

Paging — это процесс, при котором Linux делит свою физическую оперативную память на куски фиксированного размера (4 КБ), называемые страницами (англ. «pages»).

Swapping (или «подкачка памяти») — это процесс, при котором страница памяти копируется в специальное пространство на жестком диске, называемое пространством подкачки (англ. «swap space»), освобождая занимаемый ею объем оперативной памяти. В Linux для этого существует специальная программа — менеджер памяти. Каждый раз, когда системе требуется больше памяти, чем ей физически доступно в данный момент, менеджер памяти ищет все редко используемые страницы памяти и вытесняет их на жесткий диск, предоставляя освободившуюся память другому приложению (процессу).

Часто случается так, что приложение в момент своего старта задействует существенное количество страниц памяти, которые в дальнейшем ему больше не потребуются. В таких случаях операционная система также может произвести вытеснение подобных страниц памяти на диск, освободив тем самым память для других приложений (или даже для дискового кэша).

Рассмотрим основные различия между Swapping и Paging:

Swapping	Paging
Процедура копирования памяти всего процесса.	Метод выделения памяти.
Возникает тогда, когда память всего процесса переносится на диск.	Возникает тогда, когда какая-то часть процесса переносится на диск.
Происходит временное вытеснение данных из основной памяти во вторичную.	Непрерывный фрагмент памяти разбивается на несколько отдельных блоков фиксированного размера, называемых фреймами (frames) или страницами (pages).
Может выполняться без какого-либо управления памятью.	Управляется менеджером памяти.
Выполняется над неактивными процессами.	Выполняется только с участием активных процессов.

Типы памяти подкачки

Как правило, существует два различных типа памяти подкачки:

Раздел подкачки (англ. «swap partition») — тип памяти подкачки по умолчанию. Представляет собой раздел жесткого диска, используемый исключительно для подкачки памяти; никакие другие файлы не могут находиться там.

Файл подкачки (англ. «swap file») — специальный файл, который находится среди остальных файлов вашей файловой системы.

Чтобы узнать, каким объемом памяти подкачки вы владеете, используйте следующую команду:

Каждая перечисленная строка на вышеприведенном скриншоте (у нас всего 1 строка) обозначает имеющиеся у нас пространства подкачки. Рассмотрим детально пункты вывода:

Filename — указывает на расположение пространства подкачки (мы видим, что наш раздел подкачки находится в /dev/sda5).

Type — указывает, что пространство подкачки является разделом (partition), а не файлом (file).

Size — размер пространства подкачки в килобайтах.

Used — указывает на использованное количество килобайт памяти подкачки.

Priority — определяет, какое пространство подкачки использовать в первую очередь.

Одна из замечательных особенностей подсистемы подкачки Linux заключается в том, что если вы смонтируете два (или более) пространства подкачки (на двух разных устройствах) с одинаковым приоритетом, то Linux будет чередовать активность подкачки между ними, что может значительно повысить производительность системы подкачки.

Примечание: Монтирование в Linux — это подключение диска в основную файловую систему.

Преимущества использования памяти подкачки

Изучая работу памяти подкачки, мы можем легко понять преимущества её использования, основные из которых перечислены ниже:

Память подкачки может легко удерживать те неактивные блоки оперативной памяти, которые задействовались всего один или два раза, после чего к ним больше не было никаких обращений. Освобожденная таким образом оперативная память может быть отдана в работу программам с более высоким приоритетом.

Память подкачки предотвращает нехватку места в оперативной памяти, позволяя запускать «тяжелые» приложения, требующие большого объема оперативной памяти.

Память подкачки действует как резервная копия для увеличения фактического пространства оперативной памяти.

В процессе гибернации всё содержимое оперативной памяти записывается на диск в память подкачки.

Повышает общую производительность вашей системы.

Раздел подкачки

Раздел подкачки (англ. «swap partition») — это раздел жесткого диска, используемый исключительно для подкачки памяти; является типом памяти подкачки по умолчанию.

Добавление раздела подкачки

Чтобы добавить дополнительный раздел подкачки в вашу систему, вам сначала нужно выполнить его подготовку. На первом шаге требуется убедиться, что раздел жесткого диска помечен как swap. На втором — создать файловую систему swap. Чтобы проверить, что раздел помечен как swap, запустите команду:

$ sudo fdisk -l /dev/sda

Примечание: Замените /dev/sda на путь к диску в вашей системе с разделом подкачки на нем.

Вы должны увидеть примерно следующее:

Если раздел не помечен как swap, то вам нужно изменить его, запустив команду fdisk с параметром t . Будьте осторожны при работе с разделами, т.к. информация раздела подкачки будет полностью удалена, поэтому дважды перепроверяйте каждое выполняемое вами изменение.

Как только ваш раздел пометится как swap, его необходимо будет подготовить с помощью команды mkswap (сокр. от «make swap«):

$ sudo mkswap /dev/sda5

Если при этом не было получено никаких ошибок, то ваш раздел подкачки готов к использованию. Для его активации введите команду:

$ sudo swapon /dev/sda5

Вы можете убедиться, что данный раздел теперь задействован системой, выполнив команду swapon -s . Чтобы автоматически смонтировать раздел подкачки во время загрузки системы, необходимо добавить соответствующую запись в файл /etc/fstab, содержащий список файловых систем и пространств подкачки:

/dev/sda5 swap swap defaults 0 0

/dev/sda5 — путь к разделу подкачки;

swap — означает, что раздел будет смонтирован как раздел подкачки;

swap — тип раздела;

defaults — означает использовать настройки по умолчанию;

0 (последние два параметра) означает, что данные параметры не используются.

Чтобы без перезагрузки проверить, что ваш раздел подкачки монтируется автоматически, вы можете запустить команду swapoff -a (которая отключает все пространства подкачки), а затем swapon -a (которая монтирует все пространства подкачки, перечисленные в файле /etc/fstab), а затем проверить статус вашего раздела подкачки с помощью swapon -s .

Удаление раздела подкачки

Чтобы удалить раздел подкачки, нужно выполнить следующие шаги:

Шаг №1: Отключаем раздел подкачки следующей командой:

$ sudo swappoff /dev/sda5

Или можно отключить вообще все разделы подкачки, используя:

$ sudo swappoff -a

Шаг №2: Поскольку раздел подкачки управляется подсистемой инициализации systemd, то при следующем запуске системы он будет снова активирован. Чтобы навсегда отключить автоматическую активацию обнаруженного раздела подкачки, необходимо найти ответственный за подкачку swap-юнит:

$ sudo systemctl —all —type swap

UNIT (dev–sda5.swap) — это название swap-юнита, соответствующего разделу подкачки.

LOAD (loaded) — означает, что наш swap-юнит успешно загружен.

ACTIVE (inactive) — обобщенный статус юнита. Может принимать значения:

active — юнит запущен;

inactive — юнит остановлен.

SUB (dead) — более низкоуровневый статус юнита. В зависимости от типа юнита, может принимать значения:

exited — успешно завершил выполнение;

failed — ошибка при выполнении;

dead — не запущен;

DESCRIPTION (/dev/sda5) — указывает на путь к swap-юниту (разделу подкачки).

Шаг №3: Отключаем дальнейшие запуски выбранного юнита с помощью команды mask :

$ sudo systemctl mask dev-sda5.swap

Шаг №4: Перезагружаем систему.

Примечание: Если вы хотите немедленного (без перезагрузки) исполнения команды mask , то достаточно добавить к ней ключ —now , например:

$ sudo systemctl mask dev-sda5.swap —now

Вышеописанные действия отключают использование раздела подкачки системой и не приводят к его физическому удалению. В этом можно убедиться, просмотрев список всех разделов системы с помощью следующей команды:

Или с помощью графической утилиты управления дисками GParted:

Примечание: Если в вашей системе отсутствует GParted, то вы можете установить её с помощью следующей команды:

sudo apt-get install gparted

Для полного удаления раздела подкачки через GParted, необходимо кликнуть по нему ПКМ и выбрать пункт «Удалить» :

Или же воспользоваться следующей командой в терминале:

$ sudo fdisk /dev/sda

Затем вам нужно будет нажать d (сокр. от англ. «delete»), чтобы попасть в режим удаления раздела. После чего вас попросят указать номер удаляемого раздела (у меня это — sda5, поэтому я указал номер 5 ). Далее нажмите w (сокр. от англ. «write»), чтобы записать внесенные изменения в таблицу разделов диска и выйти из fdisk :

Также необходимо проверить, что у вас закомментированы (символом # ) все упоминания раздела подкачки в файлах конфигурации /etc/fstab и /etc/initramfs-tools/conf.d/resume.

В завершении, чтобы в момент старта система знала, что такого раздела больше нет, нужно выполнить следующую команду:

$ sudo update-initramfs -u

Готово! Раздел подкачки удален!

Файл подкачки

Файл подкачки (англ. «swap file») — это специальный файл, который создается вручную, для подкачки в него неактивного содержимого ОЗУ, когда на жестком диске недостаточно места для создания полноценного раздела подкачки. Файл подкачки можно создавать и монтировать аналогично разделу подкачки. Преимущество файлов подкачки заключается в том, что вам не нужно искать пустой раздел или переделывать диск, чтобы добавить дополнительное пространство подкачки.

Добавление файла подкачки

Чтобы добавить в систему файл подкачки, нужно выполнить следующие шаги:

Шаг №1: Создаем файл, который будет использоваться в качестве файла подкачки:

$ sudo fallocate -l 1G /swapfile

Если утилита fallocate отсутствует или вы получили сообщение об ошибке типа failed: Operation not supported , то можете использовать следующую команду для создания файла подкачки:

$ sudo dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1024 count=1048576

Часть /swapfile — это имя файла подкачки, а count=1048576 — размер файла подкачки в килобайтах (1048576 КБ ≈ 1.05 ГБ).

Шаг №2: Только root-пользователь должен иметь возможность записывать и читать файл подкачки. Для этого необходимо задать правильный тип разрешений:

$ sudo chmod 600 /swapfile

Шаг №3: Нужно подготовить файл подкачки с помощью команды mkswap так же, как мы это делали в случае с разделом, но на этот раз используем имя файла подкачки:

$ sudo mkswap /swapfile

Шаг №4: И точно так же монтируем файл подкачки с помощью команды swapon :

$ sudo swapon /swapfile

Затем нужно добавить запись в файл /etc/fstab для файла подкачки:

/swapfile swap swap defaults 0 0

Шаг №5: Чтобы убедиться, что мы активировали файл подкачки, используем команду swapon :

$ sudo swapon —show

Или команду free :

$ sudo cat /proc/swaps

Удаление файла подкачки

Если по какой-либо причине вы хотите отключить и удалить файл подкачки, выполните следующие шаги:

Шаг №1: Отключаем подкачку памяти с помощью следующей команды:

$ sudo swapoff -v /swapfile

Шаг №2: Удаляем запись о файле подкачки из файла /etc/fstab:

/swapfile swap swap defaults 0 0

Шаг №3: Удаляем непосредственно сам файл подкачки с помощью команды rm :

$ sudo rm /swapfile

Насколько большим должно быть пространство подкачки?

Можно запустить Linux-систему и без пространства подкачки, система будет замечательно работать, если у вас достаточно большой объем оперативной памяти. Но если она у вас закончится, то в вашей системе может произойти критический сбой, поэтому все же желательно иметь пространство подкачки, тем более что дисковое пространство относительно дешево.

Ключевой вопрос: «Сколько нужно пространства подкачки?». Более старые версии операционных систем типа Unix требовали пространства подкачки в два-три раза больше физической памяти. Современные Linux-системы применяют эмпирическое правило, смысл которого заключается в следующем:

Для настольной системы используйте пространство подкачки в два раза больше размера оперативной памяти, так как это позволит вам запускать большое количество приложений (многие из которых могут быть простаивающими и легко заменяемыми).

Для сервера имейте меньший объем доступной подкачки (например, половину от физической памяти), чтобы у вас была некоторая гибкость для подкачки, когда это необходимо, но контролируйте объем используемого пространства подкачки и обновляйте свою оперативную память, в случае надобности.

Для старых настольных компьютеров (имеющих, например, только 128 МБ оперативной памяти) по возможности выделяйте от 1 ГБ пространства и больше.

Настройка частоты использования пространства подкачки

В ядро Linux 2.6 был добавлен новый параметр под названием swappiness, определяющий как часто система будет использовать пространство подкачки. Он может иметь значения от 0 до 100 . Маленькое значение заставит ядро стараться избегать операций подкачки, когда это возможно, в то время как более высокое значение заставит ядро использовать пространство подкачки «более агрессивно».

Значение по умолчанию для swappiness равно 60 . Вы можете временно изменить его (до следующей перезагрузки), введя команду:

$ sudo echo 50 > /proc/sys/vm/swappiness

Или, например, чтобы установить значение swappiness равным 10 через sysctl, нужно выполнить следующую команду:

$ sudo sysctl vm.swappiness=10

Если вы хотите перманентно изменить данное значение, то вам необходимо определить параметр vm.swappiness в файле /etc/sysctl.conf.

Оптимальное значение подкачки зависит от рабочей нагрузки вашей системы и того, как используется память. Регулируйте этот параметр небольшими шагами, чтобы найти оптимальное значение.

Заключение

В этой статье мы рассмотрели использование и работу памяти подкачки, а также её многочисленные преимущества. Память подкачки служит резервным вариантом для оперативной памяти, когда у последней не остается свободного места. Однако мы все знаем, что у нас не может быть бесконечного объема оперативной памяти, но у нас должно быть достаточное её количество, чтобы избежать сбоя наших приложений.

Кроме того, есть затраты, связанные с (физическим) добавлением большего объема оперативной памяти, в то время как нет затрат на использование памяти подкачки. Кроме того, не всегда представляется возможным добавить несколько планок оперативной памяти в ваш компьютер. Следовательно, единственный вариант, который у нас остается, — это использовать память подкачки, которая может заставить нашу систему работать эффективнее без каких-либо затрат.

Источник

Linux swap partition size