Arch linux ускорить загрузку

3. Базовое ускорение системы#

Переходя к базовой оптимизации системы мне сто́ит напомнить, что чистый Arch Linux — это фундамент, и требуется уйма надстроек для нормальной работы системы. Установить компоненты, которые будут отвечать за электропитание, чистку, оптимизацию и тому подобные вещи, что и описывается в данном разделе.

3.1. Настройка makepkg.conf#

Прежде чем приступать к сборке пакетов, мы должны изменить так называемые флаги компиляции, что являются указателями для компилятора, какие инструкции и оптимизации использовать при сборке программ.

sudo nano /etc/makepkg.conf # Редактируем (Где «-O2» — Это не нуль/ноль)

Изменить ваши значения на данные:

CFLAGS="-march=native -mtune=native -O2 -pipe -fno-plt -fexceptions \ -Wp,-D_FORTIFY_SOURCE=2 -Wformat -Werror=format-security \ -fstack-clash-protection -fcf-protection" CXXFLAGS="$CFLAGS -Wp,-D_GLIBCXX_ASSERTIONS" RUSTFLAGS="-C opt-level=3" MAKEFLAGS="-j$(nproc) -l$(nproc)" OPTIONS=(strip docs !libtool !staticlibs emptydirs zipman purge !debug lto) 

Данные флаги компилятора выжимают максимум производительности при компиляции, но могут вызывать ошибки сборки в очень редких приложениях. Если такое случится, то отключите параметр ‘lto’ в строке options добавив перед ним символ восклицательного знака ! («!lto»).

3.1.1. Включение ccache#

В Linux системах есть не так много программ, сборка которых может занять больше двух часов, но они все таки есть. Потому, было бы неплохо ускорить повторную компиляцию таких программ как Wine/Proton-GE и т.д.

ccache — это кэш для компиляторов C/C++, в частности совместимый с компиляторами GCC/Clang, цель которого состоит в ускорении повторного процесса компиляции одного и того же кода. Это значит, что если при сборке программы новой версии, будут замечены полностью идентичные блоки исходного кода в сравнении с его старой версией, то компиляция этих исходных текстов производиться не будет. Вместо этого, уже готовый, скомпилированный код старой версии будет вынут из кэша ccache. За счёт этого и достигается многократное ускорение процесса компиляции.

После установки его ещё нужно активировать в ваших настройках makepkg. Для этого отредактируем конфигурационный файл:

sudo nano /etc/makepkg.conf # Найдите данную строку в собственных настройках, затем уберите восклицательный знак перед *"ccache"* BUILDENV=(!distcc color ccache check !sign) 

После этого повторная пересборка желаемых программ и их обновление должны значительно ускориться.

ccache может ломать сборку некоторых программ, поэтому будьте внимательны с его применением.

3.2. Установка полезных служб и демонов#

1. Zramswap — это специальный демон, который сжимает оперативную память ресурсами центрального процессора и создает в ней файл подкачки. Очень ускоряет систему вне зависимости от количества памяти, однако добавляет нагрузку на процессор, т.к. его ресурсами и происходит сжатие памяти. Поэтому, на слабых компьютерах с малым количеством ОЗУ, это может негативно повлиять на производительность в целом.

git clone https://aur.archlinux.org/zramswap.git # Скачивание исходников. cd zramswap # Переход в zramswap. makepkg -sric # Сборка и установка. sudo systemctl enable --now zramswap.service # Включаем службу. 

Чтобы немного ускорить работу zram рекомендуется также изменить алгоритм сжатия памяти:

echo "ZRAM_COMPRESSION_ALGO=zstd" | sudo tee -a /etc/zramswap.conf

Во избежание конфликтов, после установки zram обязательно отключите zswap через добавление параметра ядра zswap.enabled=0 .

1.1 Nohang — это демон повышающий производительность путём обработки и слежки за потреблением памяти.

git clone https://aur.archlinux.org/nohang-git.git # Скачивание исходников. cd nohang-git # Переход в nohang-git makepkg -sric # Сборка и установка. sudo systemctl enable --now nohang-desktop # Включаем службу. 

1.2 Ananicy CPP — это форк одноименного демона, распределяющий приоритет задач. Его установка очень сильно повышает отклик системы. В отличии от оригинального Ananicy, данный форк переписан полностью на C++, из-за чего достигается прирост в скорости работы.

git clone https://aur.archlinux.org/ananicy-cpp.git # Скачивание исходников. cd ananicy-cpp # Переход в ananicy-cpp. makepkg -sric # Сборка и установка. sudo systemctl enable --now ananicy-cpp # Включаем службу. # Далее описывается установка дополнительных правил по перераспределению приоритетов процессов git clone https://aur.archlinux.org/ananicy-rules.git # Скачивание исходников cd ananicy-rules # Переход в директорию makepkg -sric # Сборка и установка sudo systemctl restart ananicy-cpp # Перезапускаем службу 

1.3 Включаем TRIM — очень полезно для SSD.

sudo systemctl enable fstrim.timer # Включаем службу. sudo fstrim -v / # Ручной метод. sudo fstrim -va / # Если первый метод не тримит весь диск. 

1.4 Сron — это демон, который поможет вам очищать вашу систему от мусора полностью автономно.

sudo pacman -S cronie # Установить cron. sudo systemctl enable --now cronie.service # Запускает и включает службу. sudo EDITOR=nano crontab -e # Редактируем параметр. 

15 10 * * sun /sbin/pacman -Scc —noconfirm

Таким образом наша система будет чистить свой кэш раз в неделю, в воскресенье в 15:10.

1.5 haveged — это демон, что следит за энтропией системы. Необходим для ускорения запуска системы при высоких показателях в: systemd-analyze blame (Больше 1 секунды).

sudo pacman -S haveged # Установка sudo systemctl enable haveged # Включает и запускает службу. 

Используйте только на LTS ядрах 4.19 и 5.4. На новых ядрах необходимости в использовании нет.

1.5.1 rng-tools — демон, что также следит за энтропией системы, но в отличие от haveged уже через аппаратный таймер. Необходим для ускорения запуска системы при высоких показателях systemd-analyze blame (Больше 1 секунды).

sudo pacman -S rng-tools # Установка sudo systemctl enable --now rngd # Включает и запускает службу. 

1.6 dbus-broker — Это реализация шины сообщений в соответствии со спецификацией D-Bus. Её цель — обеспечить высокую производительность и надежность при сохранении совместимости с эталонной реализацией D-Bus. Обеспечивает чуть более быстрое общение с видеокартой через PCIe.

sudo pacman -S dbus-broker # Уставновка sudo systemctl enable --now dbus-broker.service # Включает и запускает службу. sudo systemctl --global enable dbus-broker.service # Включает и запускает службу для всех пользователей. 

Если у вас ещё возникает вопрос: «Что действительно нужно установить из вышеперечисленного?», то просто посмотрите на следующую схему:

1.7 irqbalance — это это демон, что автоматически балансирует обработку прерываний по ядрам процессора.

sudo pacman -S irqbalance sudo systemctl enable --now irqbalance

1.8 uksmd — демон, который автоматически убирает дубликаты страниц в памяти с одинаковым содержимым, тем самым экономя память. Работает только если ваше ядро имеет специальный патч, который есть по умолчанию например в linux-zen

git clone https://aur.archlinux.org/packages/uksmd cd uksmd makepkg -sric sudo systemctl enable uksmd

3.3. Настойка подкачки#

По умолчанию Linux достаточно чрезмерно использует подкачку, что не всегда хорошо сказывается на домашних системах, а точнее на их отклике.

Параметр vm.swappiness определяет то, насколько аггрессивно страницы оперативной памяти (в Linux вся память представлена в виде маленьких «гранул» — страниц памяти, как правило 4 КБ) будут вытесняться в подкачку. То есть, чем выше значение этого параметра, тем более аггрессивно ядро будет использовать подкачку, и как следствие экономить физическую оперативную память. На первый взгляд все нормально, но значением по умолчанию является 60 , что достаточно много для систем которые обаладают 8 Гб и более. Нам же нужно понизить данное значение для повышения отклика (в некоторых случаях требуется обратное действее, т.е. аггрессивное использование подкачки, об этом далее). Смысл здесь в следующем: страницы памяти, занимаемые определенным процессом, могут долгое время не использоваться, из-за чего ядро, как раз в зависимости от параметра vm.swappiness , будет считать что эти страницы могут быть вытеснены в подкачку (файл/раздел), однако в случае если эти страницы станут снова нужны, то процесс их обратного возврата в оперативную память будет занимать какое-то время (ибо как известно любой раздел/файл подкачки на диске работает медленее ОЗУ), и это будет выглядить как замедленее работы приложения. Поэтому рекомендуется установить значение 10 :

sudo nano /etc/sysctl.d/99-sysctl.conf # Редактируем vm.swappiness=10 

Это приведет к большему количеству страницы висящих в памяти без дела, в то же время как только эти страницы станут снова нужны они смогут быстро вернуться в строй без задержек. Подобный эффект можно будет наглядно увидеть на примере переключения между различными программами. Если страницы неиспользуемых приложений не будут вытеснены в подкачку, то переключение между ними может быть осуществлено без каких-либо замедлений.

Тем не менее, в системах, обладающих малым объемом ОЗУ (4 гб и менее), установка столь низкого значения может привести к проблеме нехватки памяти, поэтому в этом случае рекомендуется наоборот указывать более высокие значения.

В то же время, в случае если в предыдущем разделе вы включили использование zramswap, то рекомендуемым значением уже будет 100 . Т.к. zramswap подразуемвает подкачку непосредственно в памяти, с предварительным сжатием, то установка 100 позволяет оставлять все неиспользуемые страницы в ОЗУ, но только в сжатом виде, что тоже даёт экономию памяти, при этом процесс их распаковки будет в разы быстрее чем процесс загрузки страниц обратно в память из подкачки на диске. Но стоит учитывать, что процесс сжатия/расжатия страниц даёт дополнительную нагрузку на процессор.

В качестве дополнительной оптимизации zramswap можно выделить параметр vm.page-cluster=0 . Он отвечает за то, сколько страниц будут одновременно прочитаны из раздела подкачки. Значение по умолчанию 3 больше рассчитано на жёсткие диски, чем на SSD или zram. Значение 1 увеличивает пропусную способность на 22% по сравнению с 0 , однако увеличивает задержки на 55% в случае с алгоритмом сжатия lz4. Обсуждение и бенчмарки тут.

Автор настоятельно не рекомендует устанавливать значение параметра в 0 (отключать подкачку вовсе). Подробнее о том, почему это вредно читайте в данной статье — https://habr.com/ru/company/flant/blog/348324/. Если вы хотите минимизировать использование подкачки, то просто установите значение 1 или 5. А лучше — используйте уже упомянутый zramswap.

3.4. Низкие задержки звука#

Установите следующие пакеты для понижения задержек звука в PulseAudio, а также удобную графическую панель управления звуком — pavucontrol.

sudo pacman -S pulseaudio pulseaudio-alsa pulseaudio-jack pavucontrol

3.4.1. Новая альтернатива PulseAudio#

PipeWire — это новая альтернатива PulseAudio, которая призвана избавить от проблем PulseAudio, уменьшить задержки звука и потребление памяти.

sudo pacman -S pipewire pipewire-alsa pipewire-pulse pipewire-jack systemctl --user enable --now pipewire.service pipewire.socket pipewire-pulse.service wireplumber.service

Дополнительно советуем установить реализацию Jack API. См. раздел ниже.

3.4.2. Реализации JACK#

Существует три различных реализации JACK API: просто jack из AUR, jack2 и pipewire-jack. Наглядное сравнение их возможностей показано таблицей ниже:

Установите один из вышеуказанных пакетов. Для поддержки 32-битных приложений также установите пакет lib32-jack из AUR, lib32-jack2 или lib32-pipewire-jack (соответственно) из репозитория multilib.

Для официальных примеров клиентов и инструментов JACK установите jack-example-tools.

Для альтернативной поддержки ALSA MIDI в jack2 установите a2jmidid..

Для поддержки dbus с jack2 установите jack2-dbus (рекомендуется).

realtime-privileges — для понижения задержек звука (актуально как для JACK, так и для PipeWire)

3.4.3. Простая ALSA#

ALSA — это тот самый звук (условно, на самом деле это звуковая подсистема ядра), который идёт напрямую из ядра и является самым быстрым, так как не вынужден проходить множество программных прослоек и микширование.

sudo pacman -S alsa-lib alsa-utils alsa-firmware alsa-card-profiles alsa-plugins

Поэтому, если у вас нет потребности в микшировании каналов, записи аудио через микрофон и вы не слушаете музыку через Bluetooth, то ALSA может вам подойти.Пакет alsa-utils также содержит консольный Микшер (настройка громкости), который вызывается командой alsamixer.

Вообще, выбор звукового сервера не такая уж сложная задача как вам может показаться, достаточно взглянуть на следующую схему:

3.5. Ускорение загрузки системы (Отключение NetworkManager-wait-online)#

В большинстве случаев для настройки интернет подключения вы, скорее всего, будете использовать NetworkManager, т.к. он является в этом деле швейцарским ножом и поставляется по умолчанию. Однако, если вы пропишите команду systemd-analyze blame, то узнаете, что он задерживает загрузку системы примерно на ~4 секунды. Чтобы это исправить выполните:

sudo systemctl mask NetworkManager-wait-online.service

3.5.1. Ускорение загрузки ядра на HDD накопителях (Только для жестких дисков)#

Убедитесь, что пакет lz4 установлен:

Источник