Ubuntu Server 20.04をBtrfsにインストールする

Ubuntu Server 20.04のルートファイルシステムをBtrfsにした時の手順をまとめました。

Btrfsのサブボリュームについて

Btrfsのサブボリュームは、個別にマウントでき、サブディレクトリとして表示できます。また、Btrfsのスナップショットはコピーオンライト(CoW)機能により、素早くスナップショットを作成できます。

Btrfsのサブボリュームのレイアウトについて

BtrfsのサブボリュームのレイアウトはopenSUSEが参考になります。openSUSEのデフォルトのファイルシステムはBtrfsを採用しています。

ストレージレイアウトの設定

ストレージレイアウトの設定で、Custom storage layoutを選択します。

ブートデバイス用のパーティションを作成します。

GPTパーティションを追加します。

btrfsでフォーマットし、マウントポイントは/にします。

ディスクにパーティションテーブルを書き込んで、インストールを続けます。

インストールが完了したら、再起動せずに次のステップに進んでください。

Btrfsのサブボリュームの作成

インストールが完了したら、再起動せずにALT + F2を押して、コンソールに切り替えます。ここでルートになります。

sudo -i

マウントしたデバイスを表示します。/targetにUbuntuがインストールされています。

mount -l | grep /target

/targetをアンマウントし、/mntにディスクをマウントします。

umount -l /target
mount /dev/vda2 /mnt

lsblkでブロックデバイスの一覧を表示できます。

サブボリュームを作成します。

cd /mnt
btrfs subvolume create @
btrfs subvolume create @/home
btrfs subvolume create @/opt
btrfs subvolume create @/root
btrfs subvolume create @/srv
btrfs subvolume create @/tmp
chmod 1777 @/tmp
mkdir @/usr
btrfs subvolume create @/usr/local
btrfs subvolume create @/var
btrfs subvolume create @/swap

/varのコピーオンライト(CoW)を無効にして、パフォーマンスを向上させます。

chattr +C /mnt/@/var

すべてのファイルとフォルダをサブボリュームに移動します。

shopt -s dotglob
mv home/* @/home
mv root/* @/root
mv usr/local/* @/usr/local
mv var/* @/var
rmdir home opt root srv usr/local tmp var
ls | grep -v @ | xargs mv -t @

/mntをアンマウントして、システムに必要なデバイスをすべてマウントします。

umount /mnt
mount -o subvol=@ /dev/vda2 /target
mount /dev/vda2 /target/boot/efi
mount --bind /proc /target/proc
mount --bind /dev  /target/dev
mount --bind /sys  /target/sys

ALT + F3を押して、3番目のウインドウに切り替え、chrootでシステムを切り替えます。

sudo -i
chroot /target

fstabを編集して、サブボリュームを適切なマウントポイントを設定します。

vi /etc/fstab

UUID=xxxx / btrfs defaults,ssd,noatime,space_cache,commit=120,compress=zstd,subvol=@ 0 1
/swap/swapfile none swap sw 0 0

スワップファイルの作成

Btrfsのサブボリュームにスワップファイルを作成するには、コピーオンライト(CoW)を無効にしないといけません。しかし、コピーオンライト(CoW)が無効なファイルがあると、スナップショットを撮ることができません。そこで、スワップファイル用のサブボリュームを作成、そこにスワップファイルを作成します。

touch /swap/swapfile
chmod 0600 /swap/swapfile
chattr +C /swap/swapfile
fallocate /swap/swapfile -l 2g
mkswap /swap/swapfile

最後にGRUBを更新します。

update-initramfs -u -k all
grub-install --recheck /dev/sda
update-grub

ALT + F1を押して、1番目のウインドウに切り替えて、再起動します。

参考文献

Install Ubuntu 18.04 Server on btrfs - work-work.work
18.04 - Where are my BTRFS subvolumes? - Ask Ubuntu
Ubuntu 20.04 with btrfs-luks-RAID1 full disk encryption including /boot and auto-apt snapshots with Timeshift | Willi Mutschler
Using Btrfs for Easy Backup and Rollback | John Ramsden
Creating openSUSE-style btrfs root partition & subvolumes
SDB:BTRFS - openSUSE Wiki
swap - Can I have a swapfile on btrfs? - Ask Ubuntu