「スワップ」の版間の差分

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[[Category:ファイルシステム]]
  
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[[zh-hans:Swap]]
  
[[zh-hans:Swap]]
 
{{Related articles start}}
  
{{Related articles start}}
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{{Related|Zswap}}
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{{Related|fstab}}
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{{Related|ハイバネート}}
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{{Related|zswap}}
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{{Related|zram}}
 
{{Related|ビデオメモリにスワップ}}
  
{{Related|ビデオメモリにスワップ}}
 
{{Related|ZFS#スワップボリューム}}
  
{{Related|ZFS#スワップボリューム}}
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{{Related|fstab}}
  
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{{Related|サスペンドとハイバネート}}
  
 
{{Related|Dm-crypt/スワップの暗号化}}
  
{{Related|Dm-crypt/スワップの暗号化}}
 
{{Related articles end}}
  
{{Related articles end}}
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このページでは GNU/Linux でのスワップとページングを紹介します。また、スワップパーティションとスワップファイルの作成と有効化について説明しています。
  
   
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このページでは GNU/Linux での[[Wikipedia:ja:ページング方式|スワップ領域とページング]]を紹介します。また、スワップパーティションとスワップファイルの作成と有効化について説明しています。
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[https://www.linux.com/news/software/applications/8208-all-about-linux-swap-space All about Linux swap space] より:
  
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[https://www.linux.com/news/all-about-linux-swap-space/ All about Linux swap space] より:
   
−
:''Linux は物理 RAM (random access memory) をページと呼ばれるメモリのかたまりに分割します。スワッピングとは、メモリを開放するために、ページがスワップ領域という名の事前設定領域にコピーされることを言います。物理メモリとスワップ領域の合計が利用できる仮想メモリのサイズになります。''
 +
:''Linux は物理 RAM (random access memory) をページと呼ばれるメモリのかたまりに分割します。スワッピングとは、メモリを解放するために、ページがスワップ領域という名の事前設定領域にコピーされることを言います。物理メモリとスワップ領域の合計が利用できる仮想メモリのサイズになります。''
   
 
スワップのサポートは Linux カーネルにより提供され、ユーザスペースのユーティリティは {{Pkg|util-linux}} パッケージに存在します。
  
スワップのサポートは Linux カーネルにより提供され、ユーザスペースのユーティリティは {{Pkg|util-linux}} パッケージに存在します。
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== スワップ領域 ==
  
== スワップ領域 ==
   
−
スワップ領域は普通ディスクパーティションとして作られますが、ファイルにすることもできます。Arch Linux のインストール中にユーザーはスワップ領域を作成することができ、必要であればインストール後でも作成できます。スワップ領域を作成する理由は2つあります: 仮想メモリを拡張して、搭載している物理メモリ(RAM)より多くするためと、[[サスペンドとハイバネート|suspend-to-disk(ハイバネート)]] をするためです。
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スワップ領域は普通ディスクパーティションとして作られますが、ファイルにすることもできます。Arch Linux のインストール中にユーザーはスワップ領域を作成することができ、必要であればインストール後でも作成できます。スワップ領域を作成する理由は2つあります: 仮想メモリを拡張して、搭載している物理メモリ(RAM)より多くするためと、[[電源管理/サスペンドとハイバネート|suspend-to-disk(ハイバネート)]] をするためです。
   
−
スワップを使って仮想メモリを拡張することが利益になるかどうかは搭載している物理メモリの容量によります。必要なプログラムをすべて実行するのに必要な量の物理メモリを搭載していないのであれば、スワップを作成することは''おそらく''利益となるでしょう。これにより、[[Wikipedia:Out of memory|out of memory(メモリ不足)]] を避けることができます。Out of memory とは、Linux カーネルの OOM killer という仕組みが自動的にプロセスを kill してメモリの空き領域を作ろうとしている状態のことを言います。仮想メモリの容量を必要な量まで増やすには、足りない分をスワップ領域として追加してください。
 +
スワップを使って仮想メモリを拡張することが利益になるかどうかは搭載している物理メモリの容量により異なります。必要なプログラムをすべて実行するのに必要な量の物理メモリを搭載していないのであれば、スワップを作成することは''おそらく''利益となるでしょう。これにより、[[Wikipedia:Out of memory|out of memory(メモリ不足)]] を避けることができます。Out of memory とは、Linux カーネルの OOM killer という仕組みが自動的にプロセスを kill してメモリの空き領域を作ろうとしている状態のことを言います。仮想メモリの容量を必要な量まで増やすには、足りない分をスワップ領域として追加してください。
   
−
スワップの最大の欠点はパフォーマンスの低さです([[#パフォーマンスチューニング]] セクションを見てください)。それゆえ、スワップを有効化するかどうかは個人の好みの問題となります。スワップを有効化するよりメモリが枯渇したときにプロセスが kill されるほうが良いという人もいますし、メモリが枯渇したときにシステムが低速化するがスワップを有効化したほうが良いという人もいます。
 +
スワップを有効にすることの最大の欠点はパフォーマンスが低下することです([[#パフォーマンス]] セクションを見てください)。それゆえ、スワップを有効化するかどうかは個人の好みの問題となります。スワップを有効化するよりメモリが枯渇したときにプロセスが kill されるほうが良いという人もいますし、メモリが枯渇したときにシステムが低速化するがスワップを有効化したほうが良いという人もいます。
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−
{{Note|スワップファイルとパーティションにパフォーマンスの違いはありません、どちらも同じように扱われます。}}
  
   
 
スワップの状態を確認するには、次を実行:
  
スワップの状態を確認するには、次を実行:
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== スワップパーティション ==
  
== スワップパーティション ==
   
−
ほとんどの GNU/Linux パーティションツール (例: {{Ic|fdisk}}, {{Ic|cfdisk}}) でスワップパーティションの作成ができます。スワップのパーティションタイプは {{ic|82}} を使用することを推奨します。systemd は自動的にタイプを識別してマウントします。
 +
ほとんどの GNU/Linux の [[パーティショニング#パーティショニングツール|パーティショニングツール]] でスワップパーティションの作成ができます。スワップパーティションのタイプは、MBR で {{ic|82}}、GPT で {{ic|0657FD6D-A4AB-43C4-84E5-0933C84B4F4F}} が割り当てられています。
  +
  +
Linux のスワップ領域をセットアップする時には、{{man|8|mkswap}} コマンドが使われます。例えば:
   
  +
# mkswap /dev/sd''xy''
−
Linux のスワップ領域をセットアップする時には、{{Ic|mkswap}} コマンドが使われます。例えば:
  
−
# mkswap /dev/sda2
  
   
 
{{Warning|指定したパーティションに保存されている全てのデータが消失します。}}
  
{{Warning|指定したパーティションに保存されている全てのデータが消失します。}}
   
 
デバイスのページングを有効にするには:
  
デバイスのページングを有効にするには:
−
# swapon /dev/sda2
  
   
  +
# swapon /dev/sd''xy''
−
起動時にスワップパーティションを有効にするには、エントリを [[fstab]] に追加します:
  
−
UUID=<UUID> none swap defaults 0 0
  
   
  +
起動時にスワップパーティションを有効にするには、エントリを {{ic|/etc/fstab}} に追加します:
−
[[UUID]] は次のコマンドで確認できます:
  
−
$ lsblk -no UUID /dev/sda2
  
   
  +
UUID=''device_UUID'' none swap defaults 0 0
−
{{Tip|カーネルによって割り当てられるデバイス名は将来的に順番が変わってしまう可能性があるため UUID や LABEL を使うことを推奨します。[[fstab]] を参照してください。}}
  
   
  +
{{ic|''device_UUID''}} の部分はスワップ領域の [[UUID]] に変更してください。
−
{{Note|
  
−
* GPT パーティションテーブルを使用するデバイス上にスワップパーティションがある場合は fstab エントリは必ずしも必要ではありません。次のセクションを見てください。
  
−
* [[TRIM]] をサポートした SSD を使っている場合、スワップのための正しいマウントオプションは discard です。手動でスワップを作成するとき、-d や --discard を使うことで同じことができます。discard などのマウントオプションの詳しい情報は、swapon の man ページを見て下さい。}}
  
   
  +
ファイルの構文については [[fstab]] を見てください。
−
{{Warning|mdadm を使用する RAID セットアップで discard を有効にすると起動時や swapon を使ったときにシステムがフリーズします。}}
  
   
  +
{{Note|GPT を使用しているデバイス上にスワップパーティションを配置した場合は fstab のエントリを作成するかどうかは任意です。[[#systemd による有効化]] を見てください。}}
−
=== systemd による有効化 ===
  
   
  +
{{Warning|swapon を使用している場合、mdadm を使用する RAID セットアップで discard を有効にすると起動時や起動中にシステムがフリーズします。}}
−
systemd は2つの異なる仕組みを使ってスワップパーティションを有効化します。どちらも実行可能ファイルは {{ic|/usr/lib/systemd/system-generators}} にあります。ジェネレータは起動時に実行され、マウントごとにネイティブの systemd ユニットを作成します。まず {{ic|systemd-fstab-generator}} が fstab を読み込んでユニットを生成します (スワップのユニットも)。次に {{ic|systemd-gpt-auto-generator}} が root ディスクを調査してユニットを生成します。後者は GPT ディスクでしか動作しません。スワップパーティションはタイプコード {{ic|82}} で識別されます。
  
   
  +
=== systemd による有効化 ===
−
以下の方法を使うことでスワップユニットは作られなくなります:
  
   
  +
[[systemd]] は2つの異なる仕組みを使ってスワップパーティションを有効化します。どちらも実行可能ファイルは {{ic|/usr/lib/systemd/system-generators}} にあります。ジェネレータは起動時に実行され、マウントごとにネイティブの systemd ユニットを作成します。まず {{ic|systemd-fstab-generator}} が fstab を読み込んでユニットを生成します (スワップのユニットも)。次に {{ic|systemd-gpt-auto-generator}} が root ディスクを調査してユニットを生成します。後者は GPT ディスク上でのみ動作し、パーティションのタイプ GUID を見てスワップパーティションかどうかを識別します。さらなる情報については [[systemd#GPT パーティションの自動マウント]] を見てください。
−
* {{ic|/etc/fstab}} からスワップのエントリを削除。
  
−
* スワップパーティションのタイプコードを {{ic|82}} から別のタイプコードに変更。
  
−
* スワップパーティションの属性を "'''63''': do not automount" に設定。
  
   
 
=== スワップの無効化 ===
  
=== スワップの無効化 ===
   
 
特定のスワップ領域を無効にするには:
  
特定のスワップ領域を無効にするには:
  +
 
# swapoff /dev/sda2
  
# swapoff /dev/sda2
   
 
もしくは {{ic|-a}} スイッチを使って全てのスワップ領域を無効化することもできます。
  
もしくは {{ic|-a}} スイッチを使って全てのスワップ領域を無効化することもできます。
   
−
スワップが systemd によって管理されている場合、次の起動時に自動的に有効化されてしまいます。スワップ領域の自動有効化を無効にするには、{{ic|systemctl --type swap}} を実行して問題の ''.swap'' ユニットを確認して[[systemd#ユニットを使う|マスク]]してください。
 +
スワップは systemd によって管理されているため、次の起動時にスワップが自動的に有効化されてしまいます。検出されたスワップ領域を自動的に有効化する機能を恒久的に無効にするには、{{ic|systemctl --type swap}} を実行して問題の ''.swap'' ユニットを確認して[[マスク]]してください。
   
 
== スワップファイル ==
  
== スワップファイル ==
   
−
パーティションを作るかわりに、オンザフライでサイズを変えたり簡単に削除できるものとしてスワップファイルが選択肢になりえます。特にディスク容量が貴重な場合 (例: 小容量の SSD) はこちらが理想的でしょう。
 +
パーティションを作るかわりに、臨機応変にサイズを変えたり簡単に削除できるものとしてスワップファイルが選択肢になりえます。特にディスク容量が貴重な場合 (例: 小容量の SSD) はこちらが理想的でしょう。
   
  +
{| class="wikitable sortable"
−
{{Warning|[[Btrfs]]は、 Linux カーネルバージョン5.0 以降の制限付きのスワップファイルをサポートしています。 詳細については、 [https://wiki.archlinux.jp/index.php/Btrfs#.E3.82.B9.E3.83.AF.E3.83.83.E3.83.97.E3.83.95.E3.82.A1.E3.82.A4.E3.83.AB Btrfs#スワップファイル] を参照してください。}}
  
  +
! ファイルシステム
  +
! スワップファイルのサポート
  +
|-
  +
| [[Bcachefs]]
  +
| {{No|https://github.com/koverstreet/bcachefs/issues/368}}
  +
|-
  +
| [[Btrfs]]
  +
| {{G|[[Btrfs#Swap file|Yes]]}}
  +
|-
  +
| [[F2FS]]
  +
| {{Yes}}
  +
|-
  +
| [[ext4]]
  +
| {{Yes}}
  +
|-
  +
| [[JFS]]
  +
| {{Yes}}
  +
|-
  +
| [[Wikipedia:NILFS|NILFS2]]
  +
| {{No}}
  +
|-
  +
| [[NTFS3]]
  +
| {{Yes}}
  +
|-
  +
| [[Wikipedia:ReiserFS|ReiserFS]]
  +
| {{Yes}}
  +
|-
  +
| [[XFS]]
  +
| {{Yes}}
  +
|-
  +
| [[ZFS]]
  +
| {{No}}
  +
|}
   
  +
=== スワップファイルの作成 ===
−
=== 手動設定 ===
  
   
  +
{{Note|[[Btrfs]] については、以下の手順ではなく [[Btrfs#スワップファイル]] で説明されている手順に従ってください。}}
−
==== スワップファイルの作成 ====
  
   
−
root 権限で {{Ic|fallocate}} を使ってあなたが決めたサイズでスワップファイルを作成します (M = メガバイト, G = ギガバイト) ({{Ic|dd}} を使うこともできますが作成時間は長くなります)。例えば、512 MB のスワップファイルを作成するなら:
 +
{{man|8|mkswap}} を使用して、選択したサイズのスワップ ファイルを作成します。たとえば、4 GiB のスワップ ファイルを作成します：
   
−
# fallocate -l 512M /swapfile
 +
# mkswap -U clear --size 4G --file /swapfile
−
または:
  
−
# dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1M count=512
  
   
  +
スワップファイルを有効化してください:
−
{{Note|1=[[F2FS]] や [[XFS]] などのファイルシステムでは ''fallocate'' を使うと問題が発生します [https://bugzilla.redhat.com/show_bug.cgi?id=1129205#c3]。}}
  
   
  +
# swapon /swapfile
−
正しいパーミッションを設定します (スワップファイルを全てのユーザーが読めるようにすると深刻な脆弱性になります)
  
   
  +
最後に、fstab 設定を編集してスワップファイルのエントリを追加してください:
−
# chmod 600 /swapfile
  
   
  +
{{hc|/etc/fstab|
−
正確なサイズのファイルを作成した後、ファイルをスワップにフォーマット:
  
  +
/swapfile none swap defaults 0 0
  +
}}
   
  +
追加の情報については [[fstab#使用法]] を見てください。
−
# mkswap /swapfile
  
   
  +
{{Note|スワップファイルは、UUID や ラベルではなくファイルシステム上の位置により指定されなければなりません。
−
スワップファイルを有効に:
  
  +
}}
−  
−
# swapon /swapfile
  
−  
−
[[Fstab#ファイル例|fstab]] を編集してスワップファイルのエントリを加えて下さい:
  
−  
−
{{hc|/etc/fstab|/swapfile none swap defaults 0 0}}
  
   
 
==== スワップファイルの削除 ====
  
==== スワップファイルの削除 ====
   
−
スワップファイルを削除するには、現在使っているスワップファイルを無効にしなければなりません。
 +
スワップファイルを削除するには、まずスワップファイルを無効にしなければなりません。その後、スワップファイルを削除できます:
−  
−
root 権限で:
  
−  
−
# swapoff -a
  
−  
−
スワップファイルの削除:
  
   
  +
# swapoff /swapfile
 
# rm -f /swapfile
  
# rm -f /swapfile
   
−
最後に {{ic|/etc/fstab}} からエントリを削除します。
 +
最後に {{ic|/etc/fstab}} から該当するエントリを削除してください。
   
  +
== RAM 内の圧縮ブロックデバイス ==
−
=== 自動設定 ===
  
−
==== systemd-swap ====
  
   
  +
スワップファイルやスワップパーティションを使用している場合、[[zswap]] がデフォルトで利用可能になっていますが、[[zram]] を使用して RAM 内で圧縮ブロックデバイスを使うことにより、スワップファイルやスワップパーティションの使用を完全に避けることができます。[[zram]] と [[zswap]] の違いについての詳細は [[パフォーマンスの向上#Zram または zswap]] を参照してください。
−
systemd-swap は、zram スワップ、スワップファイル、およびスワップパーティションからハイブリッドスワップスペースを作成するためのスクリプトです。 systemd プロジェクトとは提携していません。
  
−  
−
[[インストール]] は {{pkg|systemd-swap}} パッケージです。 {{ic|/etc/systemd/swap.conf}} の ''スワップファイルチャンク'' セクションで、コメントを解除して {{ic|1=swapfc_enabled=1}} を設定し、 {{ic|systemd-swap}} サービスを [[起動]]・[[有効化]] します。
  
−  
−
詳細と設定については、 [https://github.com/Nefelim4ag/systemd-swap authors GitHub] ページにアクセスしてください [https://github.com/Nefelim4ag/systemd-swap/blob/master/README.md# about-構成推奨構成]。
  
−  
−
{{Note|
  
−
* ジャーナルに次の警告 {{ic|systemd-swap[..]: WARN: swapFC: ENOSPC}} が表示され続け、スワップファイルが作成されていない場合は、次のコメントを解除して {{ic|1=swapfc_force_preallocated=1}} を {{ic|/etc/systemd/swap.conf}} に設定してください。
  
−
* systemd-swap で作成したスワップファイルは、[https://wiki.archlinux.jp/index.php/%E3%82%B5%E3%82%B9%E3%83%9A%E3%83%B3%E3%83%89%E3%81%A8%E3%83%8F%E3%82%A4%E3%83%90%E3%83%8D%E3%83%BC%E3%83%88#.E3.83.8F.E3.82.A4.E3.83.90.E3.83.8D.E3.83.BC.E3.82.B7.E3.83.A7.E3.83.B3 ハイバネーション] には簡単に使用できません。 [https://github.com/Nefelim4ag/systemd-swap/issues/85 systemd-swap issue85] を参照してください。
  
−
}}
  
−  
−
== USB デバイスとスワップ ==
  
−  
−
Linux によるモジュール性のおかげで、私達は他のデバイスにわたる複数のスワップパーティションを使うことができます。あなたがひとつの完全なハードディスクを持っている場合、USB デバイスを一時パーティションとして使うことができます。ただしこのメソッドにはいくつか欠点も存在します：
  
−
* USB デバイスはハードディスクより低速です。
  
−
* フラッシュメモリには書き込み回数の上限があります。スワップパーティションとして使うと急速に書き込み可能回数を消費します。
  
−
* 他のデバイスをコンピュータに接続したときに、スワップが使われません。
  
−  
−
USB デバイスをスワップに加えるには、まず USB フラッシュをスワップパーティションとしてパーティショニングします。Gparted などのグラフィカルツールや fdisk などのコンソールツールが使えます。パーティションテーブルを書き込む前にパーティションをスワップとしてラベル付けすることを忘れないで下さい。
  
−
{{Warning|パーティションの書き込み先のディスクが正しいか確認しましょう！}}
  
−  
−
{{Ic|fstab}} を編集してスワップエントリのマウントオプションに以下を追加してください:
  
−  
−
pri=0
  
−  
−
USB が満杯の時はハードディスクのスワップのみを使うようになります。
  
−  
−
上記の設定は SD カードなどでも使うことができます。
  
   
 
== スワップの暗号化 ==
  
== スワップの暗号化 ==
168行目: 159行目:
 
[[dm-crypt/スワップの暗号化]]を見て下さい。
  
[[dm-crypt/スワップの暗号化]]を見て下さい。
   
−
== パフォーマンスチューニング ==
 +
== パフォーマンス ==
  +
  +
通常、スワップに対する操作は RAM 上のデータに対する直接アクセスよりも断然遅くなります。しかし、パフォーマンスを向上させようとしてスワップを全体的に無効化するとパフォーマンスの劣化を招くことがあります。スワップを無効化すると仮想ファイルシステム(VFS)のキャッシュに利用できるメモリが減り、コストの高いディスクへのアクセスが増加するからです。
   
 
スワップ値を変えることでパフォーマンスを向上できるかもしれません。
  
スワップ値を変えることでパフォーマンスを向上できるかもしれません。
174行目: 167行目:
 
=== Swappiness ===
  
=== Swappiness ===
   
  +
メモリ使用量が特定の閾値に達すると、カーネルはアクティブなメモリを調べ、何を解放できるかを確認し始めます。ファイルデータは (変更されている場合) ファイルシステムに書き出して、アンロードし、後で再ロードすることができます。他のデータは、アンロードする前にスワップに書き込まなければなりません。
−
''swappiness'' [[sysctl]] パラメータはカーネルのスワップ領域の優先(もしくは回避)を表しています。Swappiness は 0 から 100 の間の値にすることができます。デフォルトの値は60です。このパラメータを低い値に設定すると RAM からのスワッピングが減り、多くのシステムでレスポンスが向上することが知られています。
  
  +
  +
''Swappiness'' [[sysctl]] パラメータは、カーネルが書き込み先としてファイルよりもスワップを優先する度合いを表します。Swappiness は 0 から 200 の間の値にすることができます (Linux < 5.8 では 100 が最大)。デフォルトの値は 60 です。小さい値にすると、カーネルは開いているファイルの解放を優先し、大きい値にすると、カーネルはスワップ領域を使おうとします。100 にすると、IO コストが等しいとみなされます。十分なメモリを積んでいる場合に低い値を使うと、4.0 より前のカーネルを実行しているシステムではレスポンスが向上することが知られています。
  +
  +
{{Note|Swappiness がメモリの閾値に影響を与えたり、スワップ領域を使用させなくしたりするとよく誤解されます。しかし、この値は、スワップとファイルページのどちらを優先して解放するかだけに影響を与えます。より詳細な説明は[https://www.howtogeek.com/449691/what-is-swapiness-on-linux-and-how-to-change-it/ この記事]を、あるいはこの値が使われている[https://github.com/torvalds/linux/blob/v6.2/mm/vmscan.c#L3000-L3014 カーネルのソースコード]を参照してください。}}
   
 
現在の swappiness 値をチェックするには:
  
現在の swappiness 値をチェックするには:
   
−
$ cat /proc/sys/vm/swappiness
 +
$ sysctl vm.swappiness
  +
  +
代わりに {{ic|/sys/fs/cgroup/memory/memory.swappiness}} (cgroup v1 固有) や {{ic|/proc/sys/vm/swappiness}} を読むことで生の整数値を得ることができます。
   
 
swappiness 値を一時的にセットするには:
  
swappiness 値を一時的にセットするには:
   
−
# sysctl vm.swappiness=10
 +
# sysctl -w vm.swappiness=10
   
−
swappiness 値を永続的にセットするには、''sysctl'' 設定ファイルを編集します:
 +
swappiness 値を永続的にセットするには、{{man|5|sysctl.d}} 設定ファイルを作成します。例えば:
   
−
{{hc|/etc/sysctl.d/99-sysctl.conf|2=
 +
{{hc|/etc/sysctl.d/99-swappiness.conf|2=
−
vm.swappiness=10
 +
vm.swappiness = 10
 
}}
  
}}
   
  +
[[ブートローダー]]を使ってカーネルのロード時に swappiness を設定するには、[[カーネルパラメータ]]を追加してください。例えば: {{ic|1=sysctl.vm.swappiness=10}}。
−
テストしたり、なぜこれが働くのか知るには、[http://rudd-o.com/en/linux-and-free-software/tales-from-responsivenessland-why-linux-feels-slow-and-how-to-fix-that この記事] を見て下さい。
  
−  
−
[https://askubuntu.com/questions/103915/how-do-i-configure-swappiness この] Q&A には swappiness について多くの情報が載っています。
  
   
  +
テストしたり、なぜこれが機能するのか知るには、[https://rudd-o.com/en/linux-and-free-software/tales-from-responsivenessland-why-linux-feels-slow-and-how-to-fix-that この記事]を見てください。より最近の反論は、[https://chrisdown.name/2018/01/02/in-defence-of-swap.html この記事] ([https://chrisdown.name/ja/2018/01/02/in-defence-of-swap.html 日本語訳]) を見てください。
−
他にもスワップのパフォーマンスに影響する ''sysctl'' パラメータとして {{ic|vm.vfs_cache_pressure}} が存在します。このパラメータはカーネルがページキャッシュやスワップに対して VFS キャッシュに使用されているメモリを回収する傾向をコントロールします。この値を増やすことで VFS キャッシュの回収がされやすくなります [http://doc.opensuse.org/documentation/leap/tuning/html/book.sle.tuning/cha.tuning.memory.html#cha.tuning.memory.vm.reclaim]。詳しい情報は、[https://www.kernel.org/doc/Documentation/sysctl/vm.txt Linux カーネルドキュメント] を見て下さい。
  
   
 
=== VFS cache pressure ===
  
=== VFS cache pressure ===
   
−
スワップのパフォーマンスに影響を与えるもう1つの ''sysctl'' パラメーターは {{ic|vm.vfs_cache_pressure}} です。これは、ページキャッシュとスワップではなく、 VFS cache のキャッシュに使用されるメモリを再利用するカーネルの傾向を制御します。 この値を増やすと、VFS キャッシュが再利用される速度が上がります。 詳細については、[https://www.kernel.org/doc/html/latest/admin-guide/sysctl/vm.html Linuxカーネルのドキュメント] を参照してください。
 +
スワップのパフォーマンスに影響を与えるもう1つの ''sysctl'' パラメーターは {{ic|vm.vfs_cache_pressure}} です。これは、VFS cache のキャッシングに使用されるメモリをページキャッシュとスワップに対して再利用するカーネルの傾向を制御します。この値を増やすと、VFS キャッシュが再利用される割合が上がります[https://web.archive.org/web/20171004100853/http://doc.opensuse.org/documentation/leap/tuning/html/book.sle.tuning/cha.tuning.memory.html#cha.tuning.memory.vm.reclaim]。詳細については [https://www.kernel.org/doc/html/latest/admin-guide/sysctl/vm.html Linux カーネルドキュメント] を参照してください。
   
−
=== Priority ===
 +
=== 優先度 ===
   
−
複数のスワップファイルやスワップパーティションを使っている場合、priority 値 (0 から 32767) をそれぞれのスワップ領域に割り当てることを考えて下さい。システムは優先度が低いスワップ領域を使う前に高い優先度が付けられたスワップ領域を使います。例えば、もしあなたが高速なディスク ({{ic|/dev/sda}}) と低速なディスク ({{ic|/dev/sdb}}) を持っている場合、高速なデバイス上のスワップ領域に高い優先度をあててください。priority は fstab で {{Ic|1=pri}} パラメータを使って設定できます:
 +
複数のスワップファイルやスワップパーティションを使っている場合、priority 値 (0 から 32767) をそれぞれのスワップ領域に割り当てることを考えて下さい。システムは優先度が低いスワップ領域を使う前に高い優先度が付けられたスワップ領域を使います。例えば、もしあなたが高速なディスク ({{ic|/dev/sda}}) と低速なディスク ({{ic|/dev/sdb}}) を持っている場合、高速なデバイス上のスワップ領域に高い優先度をあててください。priority は [[fstab]] で {{ic|pri}} パラメータを使って設定できます:
   
 
/dev/sda1 none swap defaults,pri=100 0 0
  
/dev/sda1 none swap defaults,pri=100 0 0
 
/dev/sdb2 none swap defaults,pri=10 0 0
  
/dev/sdb2 none swap defaults,pri=10 0 0
   
−
もしくは swapon の {{Ic|-p}} (もしくは {{Ic|--priority}}) パラメータを使います:
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もしくは ''swapon'' の {{Ic|--priority}} パラメータを使います:
   
−
# swapon -p 100 /dev/sda1
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# swapon --priority 100 /dev/sda1
   
−
もし2つ以上の領域が同じ priority を持ち、それが一番高い priority の場合、その領域間ではラウンド・ロビン方式でページが配分されます。
 +
もし2つ以上の領域が同じ priority を持ち、それが一番高い priority の場合、その領域間ではラウンドロビン方式でページが配分されます。
   
−
=== zswap または zram の使用 ===
 +
=== ストライピング ===
   
  +
スワップの性能を上げるために [[RAID]] を使う必要はありません。{{ic|/etc/fstab}} ファイルでスワップの優先度が同じに設定されている場合、複数のデバイスにスワップをストライプ処理するのはカーネルだけで行うことができます。詳しくは [http://unthought.net/Software-RAID.HOWTO/Software-RAID.HOWTO-2.html#ss2.3 The Software-RAID HOWTO] を参照してください。
−
[[Zswap]] は、スワップされたページに圧縮されたライトバックキャッシュを提供する Linux カーネル機能です。 これにより、パフォーマンスが向上し、IO 操作が減少します。
  
   
  +
== 参照 ==
−
[[ZRAM]] は、ディスク上のスワップファイルの代わりに、メモリ内に仮想圧縮スワップファイルを作成します。
  
   
  +
* [https://chrisdown.name/2018/01/02/in-defence-of-swap.html In defence of swap: common misconceptions] (日本語訳: [https://chrisdown.name/ja/2018/01/02/in-defence-of-swap.html スワップの弁護：よくある誤解を解く])
−
=== ストライピング ===
  
   
  +
{{TranslationStatus|Swap|2024-05-30|809163}}
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スワップの性能を上げるために [[RAID]] を使う必要はありません。{{ic|/etc/fstab}} ファイルでスワップの優先度が同じに設定されている場合、複数のデバイスにスワップをストライプ処理するのはカーネルだけで行うことができます。詳しくは [http://unthought.net/Software-RAID.HOWTO/Software-RAID.HOWTO-2.html#ss2.3 The Software-RAID HOWTO] を参照してください。
  

2024年5月30日 (木) 19:06時点における最新版

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このページでは GNU/Linux でのスワップ領域とページングを紹介します。また、スワップパーティションとスワップファイルの作成と有効化について説明しています。

All about Linux swap space より:

Linux は物理 RAM (random access memory) をページと呼ばれるメモリのかたまりに分割します。スワッピングとは、メモリを解放するために、ページがスワップ領域という名の事前設定領域にコピーされることを言います。物理メモリとスワップ領域の合計が利用できる仮想メモリのサイズになります。

スワップのサポートは Linux カーネルにより提供され、ユーザスペースのユーティリティは util-linux パッケージに存在します。

スワップ領域

スワップ領域は普通ディスクパーティションとして作られますが、ファイルにすることもできます。Arch Linux のインストール中にユーザーはスワップ領域を作成することができ、必要であればインストール後でも作成できます。スワップ領域を作成する理由は2つあります: 仮想メモリを拡張して、搭載している物理メモリ(RAM)より多くするためと、suspend-to-disk(ハイバネート) をするためです。

スワップを使って仮想メモリを拡張することが利益になるかどうかは搭載している物理メモリの容量により異なります。必要なプログラムをすべて実行するのに必要な量の物理メモリを搭載していないのであれば、スワップを作成することはおそらく利益となるでしょう。これにより、out of memory(メモリ不足) を避けることができます。Out of memory とは、Linux カーネルの OOM killer という仕組みが自動的にプロセスを kill してメモリの空き領域を作ろうとしている状態のことを言います。仮想メモリの容量を必要な量まで増やすには、足りない分をスワップ領域として追加してください。

スワップを有効にすることの最大の欠点はパフォーマンスが低下することです(#パフォーマンス セクションを見てください)。それゆえ、スワップを有効化するかどうかは個人の好みの問題となります。スワップを有効化するよりメモリが枯渇したときにプロセスが kill されるほうが良いという人もいますし、メモリが枯渇したときにシステムが低速化するがスワップを有効化したほうが良いという人もいます。

スワップの状態を確認するには、次を実行: 

$ swapon --show

もしくは、以下を実行して物理メモリとスワップの使用状況を表示： 

$ free -h

スワップパーティション

ほとんどの GNU/Linux の パーティショニングツール でスワップパーティションの作成ができます。スワップパーティションのタイプは、MBR で 82、GPT で 0657FD6D-A4AB-43C4-84E5-0933C84B4F4F が割り当てられています。

Linux のスワップ領域をセットアップする時には、mkswap(8) コマンドが使われます。例えば: 

# mkswap /dev/sdxy
警告: 指定したパーティションに保存されている全てのデータが消失します。

デバイスのページングを有効にするには: 

# swapon /dev/sdxy

起動時にスワップパーティションを有効にするには、エントリを /etc/fstab に追加します: 

UUID=device_UUID none swap defaults 0 0

device_UUID の部分はスワップ領域の UUID に変更してください。

ファイルの構文については fstab を見てください。

ノート: GPT を使用しているデバイス上にスワップパーティションを配置した場合は fstab のエントリを作成するかどうかは任意です。#systemd による有効化 を見てください。
警告: swapon を使用している場合、mdadm を使用する RAID セットアップで discard を有効にすると起動時や起動中にシステムがフリーズします。

systemd による有効化

systemd は2つの異なる仕組みを使ってスワップパーティションを有効化します。どちらも実行可能ファイルは /usr/lib/systemd/system-generators にあります。ジェネレータは起動時に実行され、マウントごとにネイティブの systemd ユニットを作成します。まず systemd-fstab-generator が fstab を読み込んでユニットを生成します (スワップのユニットも)。次に systemd-gpt-auto-generator が root ディスクを調査してユニットを生成します。後者は GPT ディスク上でのみ動作し、パーティションのタイプ GUID を見てスワップパーティションかどうかを識別します。さらなる情報については systemd#GPT パーティションの自動マウント を見てください。

スワップの無効化

特定のスワップ領域を無効にするには: 

# swapoff /dev/sda2

もしくは -a スイッチを使って全てのスワップ領域を無効化することもできます。

スワップは systemd によって管理されているため、次の起動時にスワップが自動的に有効化されてしまいます。検出されたスワップ領域を自動的に有効化する機能を恒久的に無効にするには、systemctl --type swap を実行して問題の .swap ユニットを確認してマスクしてください。

スワップファイル

パーティションを作るかわりに、臨機応変にサイズを変えたり簡単に削除できるものとしてスワップファイルが選択肢になりえます。特にディスク容量が貴重な場合 (例: 小容量の SSD) はこちらが理想的でしょう。

ファイルシステム スワップファイルのサポート
Bcachefs No
Btrfs Yes
F2FS Yes
ext4 Yes
JFS Yes
NILFS2 No
NTFS3 Yes
ReiserFS Yes
XFS Yes
ZFS No

スワップファイルの作成

ノート: Btrfs については、以下の手順ではなく Btrfs#スワップファイル で説明されている手順に従ってください。

mkswap(8) を使用して、選択したサイズのスワップ ファイルを作成します。たとえば、4 GiB のスワップ ファイルを作成します： 

# mkswap -U clear --size 4G --file /swapfile

スワップファイルを有効化してください: 

# swapon /swapfile

最後に、fstab 設定を編集してスワップファイルのエントリを追加してください: 

/etc/fstab
/swapfile none swap defaults 0 0

追加の情報については fstab#使用法 を見てください。

ノート: スワップファイルは、UUID や ラベルではなくファイルシステム上の位置により指定されなければなりません。

スワップファイルの削除

スワップファイルを削除するには、まずスワップファイルを無効にしなければなりません。その後、スワップファイルを削除できます: 

# swapoff /swapfile
# rm -f /swapfile

最後に /etc/fstab から該当するエントリを削除してください。

RAM 内の圧縮ブロックデバイス

スワップファイルやスワップパーティションを使用している場合、zswap がデフォルトで利用可能になっていますが、zram を使用して RAM 内で圧縮ブロックデバイスを使うことにより、スワップファイルやスワップパーティションの使用を完全に避けることができます。zram と zswap の違いについての詳細は パフォーマンスの向上#Zram または zswap を参照してください。

スワップの暗号化

dm-crypt/スワップの暗号化を見て下さい。

パフォーマンス

通常、スワップに対する操作は RAM 上のデータに対する直接アクセスよりも断然遅くなります。しかし、パフォーマンスを向上させようとしてスワップを全体的に無効化するとパフォーマンスの劣化を招くことがあります。スワップを無効化すると仮想ファイルシステム(VFS)のキャッシュに利用できるメモリが減り、コストの高いディスクへのアクセスが増加するからです。

スワップ値を変えることでパフォーマンスを向上できるかもしれません。

Swappiness

メモリ使用量が特定の閾値に達すると、カーネルはアクティブなメモリを調べ、何を解放できるかを確認し始めます。ファイルデータは (変更されている場合) ファイルシステムに書き出して、アンロードし、後で再ロードすることができます。他のデータは、アンロードする前にスワップに書き込まなければなりません。

Swappiness sysctl パラメータは、カーネルが書き込み先としてファイルよりもスワップを優先する度合いを表します。Swappiness は 0 から 200 の間の値にすることができます (Linux < 5.8 では 100 が最大)。デフォルトの値は 60 です。小さい値にすると、カーネルは開いているファイルの解放を優先し、大きい値にすると、カーネルはスワップ領域を使おうとします。100 にすると、IO コストが等しいとみなされます。十分なメモリを積んでいる場合に低い値を使うと、4.0 より前のカーネルを実行しているシステムではレスポンスが向上することが知られています。

ノート: Swappiness がメモリの閾値に影響を与えたり、スワップ領域を使用させなくしたりするとよく誤解されます。しかし、この値は、スワップとファイルページのどちらを優先して解放するかだけに影響を与えます。より詳細な説明はこの記事を、あるいはこの値が使われているカーネルのソースコードを参照してください。

現在の swappiness 値をチェックするには: 

$ sysctl vm.swappiness

代わりに /sys/fs/cgroup/memory/memory.swappiness (cgroup v1 固有) や /proc/sys/vm/swappiness を読むことで生の整数値を得ることができます。

swappiness 値を一時的にセットするには: 

# sysctl -w vm.swappiness=10

swappiness 値を永続的にセットするには、sysctl.d(5) 設定ファイルを作成します。例えば: 

/etc/sysctl.d/99-swappiness.conf
vm.swappiness = 10

ブートローダーを使ってカーネルのロード時に swappiness を設定するには、カーネルパラメータを追加してください。例えば: sysctl.vm.swappiness=10。

テストしたり、なぜこれが機能するのか知るには、この記事を見てください。より最近の反論は、この記事 (日本語訳) を見てください。

VFS cache pressure

スワップのパフォーマンスに影響を与えるもう1つの sysctl パラメーターは vm.vfs_cache_pressure です。これは、VFS cache のキャッシングに使用されるメモリをページキャッシュとスワップに対して再利用するカーネルの傾向を制御します。この値を増やすと、VFS キャッシュが再利用される割合が上がります[1]。詳細については Linux カーネルドキュメント を参照してください。

優先度

複数のスワップファイルやスワップパーティションを使っている場合、priority 値 (0 から 32767) をそれぞれのスワップ領域に割り当てることを考えて下さい。システムは優先度が低いスワップ領域を使う前に高い優先度が付けられたスワップ領域を使います。例えば、もしあなたが高速なディスク (/dev/sda) と低速なディスク (/dev/sdb) を持っている場合、高速なデバイス上のスワップ領域に高い優先度をあててください。priority は fstab で pri パラメータを使って設定できます: 

/dev/sda1 none swap defaults,pri=100 0 0
/dev/sdb2 none swap defaults,pri=10  0 0

もしくは swapon の --priority パラメータを使います: 

# swapon --priority 100 /dev/sda1

もし2つ以上の領域が同じ priority を持ち、それが一番高い priority の場合、その領域間ではラウンドロビン方式でページが配分されます。

ストライピング

スワップの性能を上げるために RAID を使う必要はありません。/etc/fstab ファイルでスワップの優先度が同じに設定されている場合、複数のデバイスにスワップをストライプ処理するのはカーネルだけで行うことができます。詳しくは The Software-RAID HOWTO を参照してください。

参照

翻訳ステータス: このページは en:Swap の翻訳バージョンです。最後の翻訳日は 2024-05-30 です。もし英語版に 変更 があれば、翻訳の同期を手伝うことができます。
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