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Original:Tmpfs

translated by Wang Qing<wangqing@vivo.com>

Tmpfs

Tmpfs是一个将所有文件都保存在虚拟内存中的文件系统。

tmpfs中的所有内容都是临时的,也就是说没有任何文件会在硬盘上创建。 如果卸载tmpfs实例,所有保存在其中的文件都会丢失。

tmpfs将所有文件保存在内核缓存中,随着文件内容增长或缩小可以将不需要的 页面swap出去。它具有最大限制,可以通过“mount -o remount …”调整。

和ramfs(创建tmpfs的模板)相比,tmpfs包含交换和限制检查。和tmpfs相似的另 一个东西是RAM磁盘(/dev/ram*),可以在物理RAM中模拟固定大小的硬盘,并在 此之上创建一个普通的文件系统。Ramdisks无法swap,因此无法调整它们的大小。

由于tmpfs完全保存于页面缓存和swap中,因此所有tmpfs页面将在/proc/meminfo 中显示为“Shmem”,而在free(1)中显示为“Shared”。请注意,这些计数还包括 共享内存(shmem,请参阅ipcs(1))。获得计数的最可靠方法是使用df(1)和du(1)。

tmpfs具有以下用途:

  1. 内核总有一个无法看到的内部挂载,用于共享匿名映射和SYSV共享内存。

    挂载不依赖于CONFIG_TMPFS。如果CONFIG_TMPFS未设置,tmpfs对用户不可见。 但是内部机制始终存在。

  2. glibc 2.2及更高版本期望将tmpfs挂载在/dev/shm上以用于POSIX共享内存 (shm_open,shm_unlink)。添加内容到/etc/fstab应注意如下:

    tmpfs /dev/shm tmpfs defaults 0 0

    使用时需要记住创建挂载tmpfs的目录。

    SYSV共享内存无需挂载,内部已默认支持。(在2.3内核版本中,必须挂载 tmpfs的前身(shm fs)才能使用SYSV共享内存)

  3. 很多人(包括我)都觉的在/tmp和/var/tmp上挂载非常方便,并具有较大的 swap分区。目前循环挂载tmpfs可以正常工作,所以大多数发布都应当可以 使用mkinitrd通过/tmp访问/tmp。

  4. 也许还有更多我不知道的地方:-)

tmpfs有三个用于调整大小的挂载选项:

size tmpfs实例分配的字节数限制。默认值是不swap时物理RAM的一半。 如果tmpfs实例过大,机器将死锁,因为OOM处理将无法释放该内存。
nr_blocks 与size相同,但以PAGE_SIZE为单位。
nr_inodes tmpfs实例的最大inode个数。默认值是物理内存页数的一半,或者 (有高端内存的机器)低端内存RAM的页数,二者以较低者为准。

这些参数接受后缀k,m或g表示千,兆和千兆字节,可以在remount时更改。 size参数也接受后缀%用来限制tmpfs实例占用物理RAM的百分比: 未指定size或nr_blocks时,默认值为size=50%

如果nr_blocks=0(或size=0),block个数将不受限制;如果nr_inodes=0, inode个数将不受限制。这样挂载通常是不明智的,因为它允许任何具有写权限的 用户通过访问tmpfs耗尽机器上的所有内存;但同时这样做也会增强在多个CPU的 场景下的访问。

tmpfs具有为所有文件设置NUMA内存分配策略挂载选项(如果启用了CONFIG_NUMA), 可以通过“mount -o remount …”调整

mpol=default 采用进程分配策略 (请参阅 set_mempolicy(2))
mpol=prefer:Node 倾向从给定的节点分配
mpol=bind:NodeList 只允许从指定的链表分配
mpol=interleave 倾向于依次从每个节点分配
mpol=interleave:NodeList 依次从每个节点分配
mpol=local 优先本地节点分配内存

NodeList格式是以逗号分隔的十进制数字表示大小和范围,最大和最小范围是用- 分隔符的十进制数来表示。例如,mpol=bind0-3,5,7,9-15

带有有效NodeList的内存策略将按指定格式保存,在创建文件时使用。当任务在该 文件系统上创建文件时,会使用到挂载时的内存策略NodeList选项,如果设置的话, 由调用任务的cpuset[请参见CPUSETS] 以及下面列出的可选标志约束。如果NodeLists为设置为空集,则文件的内存策略将 恢复为“默认”策略。

NUMA内存分配策略有可选标志,可以用于模式结合。在挂载tmpfs时指定这些可选 标志可以在NodeList之前生效。 NUMA Memory Policy列出所有可用的内存 分配策略模式标志及其对内存策略。

=static         相当于     MPOL_F_STATIC_NODES
=relative       相当于     MPOL_F_RELATIVE_NODES

例如,mpol=bind=staticNodeList相当于MPOL_BIND|MPOL_F_STATIC_NODES的分配策略

请注意,如果内核不支持NUMA,那么使用mpol选项挂载tmpfs将会失败;nodelist指定不 在线的节点也会失败。如果您的系统依赖于此,但内核会运行不带NUMA功能(也许是安全 revocery内核),或者具有较少的节点在线,建议从自动模式中省略mpol选项挂载选项。 可以在以后通过“mount -o remount,mpol=Policy:NodeList MountPoint”添加到挂载点。

要指定初始根目录,可以使用如下挂载选项:

模式 权限用八进制数字表示
uid 用户ID
gid 组ID

这些选项对remount没有任何影响。您可以通过chmod(1),chown(1)和chgrp(1)的更改 已经挂载的参数。

tmpfs具有选择32位还是64位inode的挂载选项:

inode64 使用64位inode
inode32 使用32位inode

在32位内核上,默认是inode32,挂载时指定inode64会被拒绝。 在64位内核上,默认配置是CONFIG_TMPFS_INODE64。inode64避免了单个设备上可能有多个 具有相同inode编号的文件;比如32位应用程序使用glibc如果长期访问tmpfs,一旦达到33 位inode编号,就有EOVERFLOW失败的危险,无法打开大于2GiB的文件,并返回EINVAL。

所以’mount -t tmpfs -o size=10G,nr_inodes=10k,mode=700 tmpfs /mytmpfs’将在 /mytmpfs上挂载tmpfs实例,分配只能由root用户访问的10GB RAM/SWAP,可以有10240个 inode的实例。

作者:Christoph Rohland <cr@sap.com>, 1.12.01
更新:Hugh Dickins, 4 June 2007
更新:KOSAKI Motohiro, 16 Mar 2010
更新:Chris Down, 13 July 2020