在Linux上创建RAM磁盘

我有一台具有62GB RAM的机器，以及一个只有7GB的中继，所以我想我会创建一个RAM磁盘并在那里进行编译。我不是Linux专家。我在网上找到了创建RAM磁盘的说明：

mkfs -q /dev/ram1 8192

但我将8192更改为16777216，以尝试分配16GB的ram磁盘。

我收到以下错误：

mkfs.ext2: Filesystem larger than apparent device size.
Proceed anyway? (y,n) 

在这一点上，我被吓到了并被保释。

sudo dmidecode --type 17 | grep Size

表演

8x8192MB + 2048MB = 67584 MB

但du上/dev给人804K。

那是问题吗？我可以克服这个/dev大小吗？

在Linux上创建ram磁盘的最佳方法是tmpfs。它是ram中的文件系统，因此不需要ext2。您可以使用以下命令创建大小为16Gb的tmpfs：

mount -o size=16G -t tmpfs none /mnt/tmpfs

Linux 在使用RAM方面非常有效。毫不奇怪，您几乎看不到任何加速tmpfs。工具（编译器，汇编器，链接器）是要读入内存（从而能够减慢处理速度）的最大组件，并且很长一段时间后，make它们会在启动时加载到内存中，永远不会离开。剩下的就是读取源代码了（除非严重地限制了内存，将结果写出来不会使您放慢速度）。同样，公用头文件将保留在周围，只有用户的源才需要读取。而且那不可能超过几兆字节。创建大型RAMdisk（甚至大量使用tmpfs）可能会减慢速度（通过限制构建内存，RAMdisk或之上的文件tmpfs 不能 可以直接从那里使用）。

问题在于，ramdisk的最大大小，更具体地说是可以通过ramdisk驱动程序访问的内存大小，是在编译时配置的，可以在引导时覆盖，但是一旦内核加载到内存中就保持不变。默认值可能以兆字节为单位。如果我没记错的话，在加载驱动程序后就保留了用于ramdisk的内存，则所有ramdisk的大小都相同，默认情况下大约有16个ramdisk。因此，甚至您都不需要16G的虚拟磁盘大小：-)

如另一个答案中所述，tmpfs是您要使用的。此外，将整个操作系统放在ramdisk / tmpfs中不会带来很多收益。只需将您的builddir复制到tmpfs并进行编译即可。您可能必须确保将所有临时结果也写入到tmpfs中的位置。

引导后要制作一个大的ram磁盘，而不会弄乱内核参数，这似乎可行。使用tmpfs，创建文件，通过循环挂载，然后通过文件系统挂载：

mount -t tmpfs -o size=200M tmpfs temp/
cd temp/
dd if=/dev/zero of=disk.img bs=1M count=199
losetup /dev/loop0 disk.img
mkfs.ext4 /dev/loop0
mount /dev/loop0 temp2/

可能会在多个不同的层次上造成性能损失……但是至少它能起作用。

除了tmpfs和之外ramfs，另一个选择是/dev/ram0块设备。在最新的Ubuntu版本上，默认情况下不存在此设备，但可以通过创建modprobe brd。

这种方法更具可预测性，因为它创建了一个真实的ext4文件系统，并且从未超出您指定的限制。但是它需要采取更多步骤来设置，并且使用RAM的效率较低。

使用brd内核模块（/ dev / ram0）

要创建和初始化4GB RAM磁盘：

mkdir /ramdisk

modprobe brd rd_nr=1 rd_size=$((4 * 1048576))
mkfs.ext4 /dev/ram0
mount /dev/ram0 /ramdisk

该rd_nr参数指定要创建的RAM磁盘数（默认情况下，它创建16个磁盘，即/dev/ram0通过/dev/ram15）。该rd_size参数的大小以千字节为单位。该$(( ... ))语法使您可以在Shell中进行算术运算。

要取消分配RAM磁盘，请卸载它并删除brd内核模块：

umount /ramdisk
modprobe -r brd

在内部创建块设备 ramfs

或者，您可以在以下内部创建块设备ramfs：

mkdir /ramdisk-storage /ramdisk
mount -t ramfs ramfs /ramdisk-storage

truncate -s 4G /ramdisk-storage/ramdisk.img
mkfs.ext4 /ramdisk-storage/ramdisk.img
mount /ramdisk-storage/ramdisk.img /ramdisk

该truncate命令将创建给定大小的空文件，以便按需初始化（即消耗内存）。

要取消分配RAM磁盘，请将其卸下并删除磁盘映像：

umount /ramdisk
rm /ramdisk-storage/ramdisk.img

与tmpfs和比较ramfs

虽然tmpfs与ramfs比使用一个块设备更有效的，下面是它们的一些缺点的。

tmpfs可能会交换到磁盘。这样效率更高，但是有时您需要纯RAM磁盘：

• 您正在使用的文件是敏感文件（例如，来自加密分区的文件）。
• 您正在执行性能测试，并且您不希望磁盘I / O成为一个因素（SSD写入时间可能相差很大）。
• 您正在解压缩一个大文件，并且不想用完SSD。

ramfs易于设置，删除文件后可回收空间，并更有效地使用RAM（系统不会缓冲文件，因为它知道文件位于RAM中）。但是它有自己的缺点和惊奇：

• 该df实用程序不报告空间使用情况：

  root@cello-linux:~# df -h /ramdisk
  Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
  ramfs              0     0     0    - /ramdisk
  

• 没有大小限制参数。如果将过多的内存放入ramdisk，系统将挂起。

• 当您最不希望出现稀疏文件时，稀疏文件可能会变得稀疏。今天早上，我将VM映像（150G，但磁盘上使用了49G）复制到ramfs（我有128G的RAM）。那行得通。但是，当我复制从该ramfs到了目的地，我的系统变得反应迟钝。该cp实用程序显然在读取时填补了漏洞，但在写入时并未填补漏洞。

无论tmpfs和ramfs行为可能不同于真正的ext4文件系统。ext4避免在RAM中创建块设备并对其进行初始化。

要进行更深入的比较：https : //www.kernel.org/doc/Documentation/filesystems/ramfs-rootfs-initramfs.txt

OP RAM的数量以MB表示。因此，您只需要输入16384就可以了。

您可以挂载ramfs文件系统，将项目复制到其中，然后从那里开始工作。这样可以确保您的输入文件已加载到RAM中，并且不会从速度较慢的磁盘驱动器中重新读取它们。但是，正如您发现的那样，这通常不是有用的策略。您已经获得了完全相同的收益。

Ramfs是一个非常简单的文件系统，可将Linux的磁盘缓存机制（页面缓存和dentry缓存）导出为可动态调整大小的基于RAM的文件系统。

- https://github.com/torvalds/linux/blob/v4.18/Documentation/filesystems/ramfs-rootfs-initramfs.txt

您已经可以相信，第一次读取输入文件时，它们会缓存在RAM中。您的输出文件也被缓存，因此您不必等待它们被写入磁盘。

对可以缓存的数量，缓存保持多长时间等没有人为的限制。只有在填满RAM后，缓存才会开始被丢弃。通过精心设计的算法来选择先删除哪个高速缓存。第一个近似值是我们将其描述为“最近最少使用”。请参阅Linux内核中用于OS文件缓存的页面替换算法是什么？

注意您的文本编辑器将显式fsync()保存文件到磁盘。

如果您运行涉及的程序的测试，则fsync()在像这样的文件系统中运行它们ramfs可能会加快它们的速度。另一种策略是尝试fsync()使用eatmydata/ 禁用nosync.so。

其他一些操作系统可能有特定的限制，可以使用虚拟磁盘绕过这些限制。一方面，缺少任何文件缓存是ramdisk在DOS上流行的原因。

tmpfs

tmpfs与的工作方式相同ramfs，不同之处在于，如果有交换空间，它可以使用交换空间。也就是说，如果您需要RAM来做其他事情，最近使用最少的算法可能会从tmpfs中选择数据块并将其交换到磁盘。

大多数人坚持使用tmpfs，因为它还可以限制总大小，并显示正确使用的空间，例如在df命令中。我不确定为什么存在这种差异。大小限制tmpfs可以防止意外填充整个RAM并基本上杀死系统。它默认为您RAM的一半。

写入速度变慢的其他原因

上面是针对您的案例的简化。在您的情况下，对文件的写操作无需等待磁盘。但是，在某些情况下也会这样做。请参阅出色的博客文章为什么有时缓冲写入会停顿。最令人惊讶的情况是最近对Linux进行的一种更改，称为“稳定页写入”。