LinuxにおけるTRIMの利用とモニタリング

本当はCentOS 6.0がリリースされるのを首を長くして待っていたのですが、待ちきれなかったのでとりあえずFedora 14をインストールしました。LinuxでTRIMを利用するには、ext4ファイルシステムをマウントする際にdiscardオプションを指定します。

# mount -t ext4 -o discard /dev/sda5 /mnt

Linuxでは、ブロックデバイスに不要領域を通知する機能のことをBlock Discardと呼んでいます。Block DiscardによってATAデバイスにはTRIMコマンドが、SCSIデバイスにはUNMAPというコマンドが発行されます。

さて、設定はこれだけなのですが、これで実際にTRIMが機能しているのかどうか少し心配になります。というのも、TRIMについてはログなどが何も出力されないためです。

そこで、SystemTapを用いてBlock Discardの様子をモニタリングするスクリプトを作ってみました。SystemTapについては昨年のエントリでも取り扱っていますので、そちらも是非ご覧ください。

• SystemTapでMySQLのDisk I/Oを分析する - SH2の日記

以下のスクリプトをdiscard.stpという名前で保存します。

probe kernel.function("blkdev_issue_discard").return {  printf("%s, sector=%d, nr_sects=%d, return=%d (%d - %d KiB)\n",    execname(), $sector, $nr_sects, $return,    $sector / 2, ($sector   $nr_sects) / 2 - 1);}

stapコマンドでSystemTapを起動します。

# stap discard.stp

別のターミナルで、大きなファイルを作ってから削除してみます。

# dd if=/dev/zero of=temp.dat bs=8388608 count=128 oflag=direct128 0 records in128 0 records out1073741824 bytes (1.1 GB) copied, 9.1373 s, 118 MB/s# rm temp.dat rm: remove 通常ファイル `temp.dat'? y

すると、数秒経ってから以下のようなログが出力されました。

jbd2/sda5-8, sector=5767168, nr_sects=16392, return=0 (2883584 - 2891779 KiB)jbd2/sda5-8, sector=4718592, nr_sects=262144, return=0 (2359296 - 2490367 KiB)jbd2/sda5-8, sector=4980736, nr_sects=262144, return=0 (2490368 - 2621439 KiB)jbd2/sda5-8, sector=5242880, nr_sects=262144, return=0 (2621440 - 2752511 KiB)jbd2/sda5-8, sector=5505024, nr_sects=262144, return=0 (2752512 - 2883583 KiB)jbd2/sda5-8, sector=6029312, nr_sects=262144, return=0 (3014656 - 3145727 KiB)jbd2/sda5-8, sector=5799936, nr_sects=229376, return=0 (2899968 - 3014655 KiB)jbd2/sda5-8, sector=6291456, nr_sects=262144, return=0 (3145728 - 3276799 KiB)jbd2/sda5-8, sector=6815744, nr_sects=32768, return=0 (3407872 - 3424255 KiB)jbd2/sda5-8, sector=6569984, nr_sects=245760, return=0 (3284992 - 3407871 KiB)

左から、プロセス名、TRIM開始セクタ、セクタ数、戻り値、括弧内はTRIM対象範囲をKiB単位に換算した値です。jbd2というのはファイルシステムにジャーナリング機能を付加するJournaling Block Deviceモジュールのext4対応版です。見ると、確かに合計1GiBの領域がTRIMされていることや、一度にTRIMされる領域が最大128MiBであることなどが分かります。

TRIMコマンドがファイル削除から少し遅れて実行されるのは、コマンドがバッファリングされてまとめて実行されるように設計されているためと考えられます。（但し、 -o syncしたら即時実行される）このあたりの事情はLinux Kernel Watchに詳しいです。

• SSDをめぐる議論に浮かび上がるベンダ模様 - ï¼ IT

また、Fedora 14ではファイルシステム構築時にもTRIMが発行されます。

# mkfs -t ext4 /dev/sda5mke2fs 1.41.12 (17-May-2010)Filesystem label=OS type: LinuxBlock size=4096 (log=2)Fragment size=4096 (log=2)Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks524288 inodes, 2097152 blocks104857 blocks (5.00%) reserved for the super userFirst data block=0Maximum filesystem blocks=214748364864 block groups32768 blocks per group, 32768 fragments per group8192 inodes per groupSuperblock backups stored on blocks: 	32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632Writing inode tables: done                            Creating journal (32768 blocks): doneWriting superblocks and filesystem accounting information: doneThis filesystem will be automatically checked every 25 mounts or180 days, whichever comes first.  Use tune2fs -c or -i to override.

このときSystemTapの出力は以下のようになり、一度にデバイスの全領域をTRIMしていることが見てとれます。

mkfs.ext4, sector=0, nr_sects=16777216, return=0 (0 - 8388607 KiB)

一方、HDDなどTRIMに対応していないデバイスでは、戻り値として-95が返されます。これはEOPNOTSUPP、「Operation not supported on transport endpoint」というエラーを表しています。

jbd2/sdb5-8, sector=1312776, nr_sects=8, return=-95 (656388 - 656391 KiB)jbd2/sdb5-8, sector=270336, nr_sects=245760, return=-95 (135168 - 258047 KiB)jbd2/sdb5-8, sector=524288, nr_sects=262144, return=-95 (262144 - 393215 KiB)jbd2/sdb5-8, sector=1048576, nr_sects=262144, return=-95 (524288 - 655359 KiB)jbd2/sdb5-8, sector=802816, nr_sects=245760, return=-95 (401408 - 524287 KiB)jbd2/sdb5-8, sector=1572864, nr_sects=262144, return=-95 (786432 - 917503 KiB)jbd2/sdb5-8, sector=1327104, nr_sects=245760, return=-95 (663552 - 786431 KiB)jbd2/sdb5-8, sector=2097152, nr_sects=262144, return=-95 (1048576 - 1179647 KiB)jbd2/sdb5-8, sector=1851392, nr_sects=245760, return=-95 (925696 - 1048575 KiB)jbd2/sdb5-8, sector=2375680, nr_sects=65536, return=-95 (1187840 - 1220607 KiB)

おわりに

LinuxにおけるSSDのTRIM対応はWindowsに比べて少し遅れていたため、これまでSSDの導入に躊躇していたのですが、ようやく条件が整ってきました。ちょうどIntelから新しいCPUも発売されたことですし、Sandy Bridge＋RHEL 6.0/Ubuntu 10.10＋最新SSDへと環境を刷新する絶好のタイミングかもしれません。

LinuxでのSSD利用についてはもう少し調べているので、情報がまとまったら再度レポートしたいと思います。

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SSDに対するBlock Discard/TRIMをSystemTapで可視化する - SH2の日記

ext4ファイルシステムをマウントする際にdiscardオプションを指定する事が大事なようですね。

(via kens-notepad)

Tumbl Young Man Tumbl: In Which I Rap Battle @ajpiano »

wilto:

Wilto

But let’s stop this—try a topic with less awfulness.
It’s @Wilto from Twitter, threatnin’ to punch your esophagus.
Arguing semantics and trollin’ on all the haters.
Droppin’ the dopest stylistics—all of the rest r alligators.
[OH!]
Oh snao™.
Thought that I was finished? I’m back;…

But it’s hard to stay mad when there’s so much beauty in the world. Sometimes I feel like I’m seeing it all at once and it’s too much. My heart fills up like a balloon that’s about to burst. And then I remember to relax, and stop trying to hold on to it, and then it flows through me like rain and I can’t feel anything but gratitude for every single moment of my stupid little life.

”

— American Beauty (via roscoe-)

(Source: jen-romero, via whiteblank)

Who Really Owns The NYPD? »

theriverwanders:

politicore:

It’s called the Paid Detail Unit and it allows the New York Stock Exchange and Wall Street corporations, including those repeatedly charged with crimes, to order up a flank of New York’s finest with the ease of dialing the deli for a pastrami on rye.

The corporations pay an average of $37 an hour (no medical, no pension benefit, no overtime pay) for a member of the NYPD, with gun, handcuffs and the ability to arrest. The officer is indemnified by the taxpayer, not the corporation.

New York City gets a 10 percent administrative fee on top of the $37 per hour paid to the police. The City’s 2011 budget called for $1,184,000 in Paid Detail fees, meaning private corporations were paying wages of $11.8 million to police participating in the Paid Detail Unit. The program has more than doubled in revenue to the city since 2002.

The taxpayer has paid for the training of the rent-a-cop, his uniform and gun, and will pick up the legal tab for lawsuits stemming from the police personnel following illegal instructions from its corporate master. Lawsuits have already sprung up from the program.

Holy shit.  That

(Source: jen-romero)

spitsperm:

Japanese Perversions