Linux のスワップファイルは fallocate で速く作る - dd との違いと「has holes」の罠
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スワップファイルを作るとき、長年 dd で /dev/zero を丸ごと書き込む方法を使っていませんか。実は fallocate なら一瞬で確保でき、I/O 負荷も小さいので稼働中のサーバーでも扱いやすいです。ただしファイルシステムによっては落とし穴があります。この記事では、fallocate と dd の違い・使い分け・手順を、man swapon など一次情報をもとに整理します。
fallocate と dd の違い
dd（従来） | fallocate | |
|---|---|---|
| 中身 | /dev/zero を全バイト書き込み | メタデータで領域を即時確保 |
| 速度 | 容量に比例して遅い | ほぼ一瞬 |
| I/O 負荷 | 高い（GB単位の書き込み） | 低い |
| 互換性 | 最も堅実（どのFSでも可） | FS依存（後述） |
dd は2GBのスワップなら2GBを律儀に書き込むため、稼働中のサーバーでは I/O スパイクを招きます。fallocate は「この領域を確保した」とメタデータに記録するだけなので一瞬で終わり、負荷も小さい——これが「速くて負荷下でも使える」理由です。
落とし穴: 「has holes」で swapon が失敗する
ただし、これは万能ではありません。
WARNING
カーネルのスワップ実装はファイルへ直接書き込めることを前提とし、穴あき（hole）や CoW ファイルを許しません。fallocate は環境によって未書き込みエクステント（穴あき扱い）のファイルを作るため、swapon が 「swapfile has holes」のようなエラーで失敗することがあります。実際、man swapon / man mkswap は穴あきファイルでの利用を推奨していません。
つまり「fallocate が使えるか」はファイルシステム次第です。
ファイルシステム別の使い分け
| FS | 推奨 |
|---|---|
| ext4 | fallocate でOK |
| XFS | Linux 4.18 以降で fallocate 可（それ未満は dd） |
| btrfs | 専用手順（Linux 5.0 以降。CoW 無効の空ファイルを作ってから fallocate、または btrfs filesystem mkswapfile。後述） |
| 不明 / 最大互換 | dd（man swapon 推奨の最も移植性が高い方法） |
NOTE
ファイルシステムは df -T /（または findmnt -no FSTYPE /）で確認できます。ext4 や新しめの XFS なら fallocate、古い環境なら dd、btrfs は専用手順、迷ったら dd、と覚えておけば安全です。
手順（fallocate 版・ext4 など）
# 1. 2GiB を一瞬で確保
sudo fallocate -l 2G /swapfile
# 2. 所有者だけ読み書き（必須。緩いと mkswap/swapon が警告/拒否）
sudo chmod 600 /swapfile
# 3. スワップ領域として初期化
sudo mkswap /swapfile
# 4. 有効化
sudo swapon /swapfile
# 5. 反映確認
swapon --show
free -hswapon --show に /swapfile が出れば成功です。もし swapon: /swapfile: skipping - it appears to have holes. と出たら、そのFSでは fallocate が使えないサインなので、次の dd 版に切り替えます。
手順（dd 版・最大互換）
# 2GiB を全書き込み（時間と I/O がかかる）
sudo dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1M count=2048 status=progress
sudo chmod 600 /swapfile
sudo mkswap /swapfile
sudo swapon /swapfileNOTE
btrfs では、スワップファイルは Linux 5.0 以降でサポートされ、穴がなく（事前確保済み）、NODATACOW（圧縮なし）であることが条件です。btrfs の公式ドキュメントは、btrfs filesystem mkswapfile --size 2G swapfile で作る方法と、truncate -s 0 で空ファイルを作り chattr +C で CoW を無効化してから fallocate -l 2G で確保する手動手順を案内しています（Swapfile - BTRFS documentation）。CoW 無効化を忘れると swapon に失敗します。
再起動後も有効にする（/etc/fstab）
swapon は再起動で消えるので、/etc/fstab に登録して永続化します。
echo '/swapfile none swap sw 0 0' | sudo tee -a /etc/fstab必要ならスワップの使われやすさも調整します（サーバーは控えめにすることが多い）。
# 一時変更
sudo sysctl vm.swappiness=10
# 永続化
echo 'vm.swappiness=10' | sudo tee /etc/sysctl.d/99-swappiness.conf後片付け（スワップの削除）
sudo swapoff /swapfile
sudo sed -i '\#/swapfile#d' /etc/fstab # fstab の行を削除
sudo rm /swapfileまとめ
fallocateは一瞬・低I/Oでスワップを確保でき、稼働中サーバーでも扱いやすい- ただし穴あきファイルを作るFSでは
swaponが「has holes」で失敗する（man swaponも非推奨） - ext4／新しめのXFS（Linux 4.18+）は
fallocate、古い環境・最大互換はdd。btrfs は CoW を無効化してから確保する専用手順 - 手順は 確保 →
chmod 600→mkswap→swapon→/etc/fstab - 失敗時は
skipping - it appears to have holesがサイン。dd版に切り替える
「速い fallocate、堅実な dd」をFSで使い分けるのがコツです。ext4 のVPSなら fallocate で十分速く・軽く作れます。サーバー運用の小ネタとして、シェルの安全策はbash の set -euo pipefailも合わせてどうぞ。
