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Rocky Linux 9 の rootfs を F2FS に変更する手順

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Rocky Linux 9 の root filesystem を F2FS に変更する場合、通常のインストーラだけで完結させるのは難しい。現実的には、いったん ext4 や XFS などで Rocky 9 を通常インストールし、その後 Live USB から rootfs をバックアップ、F2FS で再作成、リストアする流れになる。

この記事では、次の前提で手順を整理する。

ELRepo は Enterprise Linux 向けに kernel や filesystem driver などを提供するリポジトリで、kernel-lt は長期サポート系カーネルとして提供されている。Rocky/RHEL 9 系で F2FS root を試す場合、標準カーネルではなく ELRepo kernel を前提にするのが実用的である。(Elrepo)

1. 基本方針

最終的な構成は次のようにする。

/boot      ext4 または XFS
/boot/efi  vfat
/          f2fs

/boot を F2FS にしない理由は単純で、GRUB や early boot 周りの不確定要素を減らすためである。rootfs だけを F2FS にすれば、GRUB は通常通り /boot 上の kernel と initramfs を読み、initramfs 内の F2FS driver で rootfs を mount する構成になる。

2. Rocky 9 を通常インストールする

まず Rocky Linux 9 を普通にインストールする。

この時点では rootfs は ext4、XFS などでよい。

パーティション例：

/dev/nvme0n1p1  /boot/efi
/dev/nvme0n1p2  /boot
/dev/nvme0n1p3  /

重要なのは、/boot を / と分けておくことである。

3. SELinux を permissive にしておく

F2FS への変換後、SELinux label や extended attributes の扱いで詰まる可能性がある。そのため、作業前に SELinux は permissive にしておく。

sudo vi /etc/selinux/config
SELINUX=permissive

変更後に再起動する。

sudo reboot

起動後、確認する。

getenforce
Permissive

4. ELRepo の kernel-lt を導入する

Rocky 9 の標準カーネルではなく、ELRepo の kernel-lt を使う。

sudo dnf install https://www.elrepo.org/elrepo-release-9.el9.elrepo.noarch.rpm
sudo dnf --enablerepo=elrepo-kernel install kernel-lt

Secure Boot を有効にしている場合は注意が必要である。ELRepo の説明では、kernel-ml と kernel-lt は Secure Boot key で署名されていないとされている。Secure Boot 環境では無効化するか、自前で署名・MOK 登録する必要がある。(Elrepo)

再起動する。

sudo reboot

GRUB で ELRepo の kernel-lt を選び、起動後に確認する。

uname -r

elrepo を含む kernel version で起動していることを確認する。

さらに F2FS module が使えるか確認する。

sudo modprobe f2fs
grep f2fs /proc/filesystems

ここで失敗するなら、F2FS rootfs 化に進むべきではない。

5. dracut に F2FS driver を入れる設定を作る

rootfs が F2FS になると、initramfs の段階で F2FS driver が必要になる。そのため dracut 設定を永続化する。

sudo tee /etc/dracut.conf.d/90-f2fs-root.conf >/dev/null <<'EOF'
add_drivers+=" f2fs "
EOF

dracut.conf では add_drivers に指定した kernel module を initramfs に追加できる。module 名は .ko なしで指定する。(Ubuntu Manpages)

必要に応じて force_drivers を使ってもよい。

sudo tee /etc/dracut.conf.d/90-f2fs-root.conf >/dev/null <<'EOF'
force_drivers+=" f2fs "
EOF

force_drivers は add_drivers と同様に module を含めるが、より早い段階で modprobe されることを期待する設定である。(Ubuntu Manpages)

initramfs を作り直す。

sudo dracut -f /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)

中身を確認する。

lsinitrd /boot/initramfs-$(uname -r).img | grep f2fs

f2fs.ko が含まれていればよい。

6. Live USB で起動する

ここからは Ubuntu Live USB などで起動して作業する。

まずディスク構成を確認する。

sudo lsblk -f
sudo blkid

ここでは例として次のように仮定する。

/dev/nvme0n1p1  /boot/efi
/dev/nvme0n1p2  /boot
/dev/nvme0n1p3  /

rootfs は /dev/nvme0n1p3 とする。

7. rootfs の UUID を記録する

今回の方針では、mkfs.f2fs の際に元の rootfs と同じ UUID を指定する。

まず現在の UUID を保存する。

OLD_UUID=$(sudo blkid -s UUID -o value /dev/nvme0n1p3)
echo "$OLD_UUID"

この UUID を F2FS 作成時にも使う。

8. 変換前 rootfs をバックアップする

変換前 rootfs を mount する。

sudo mkdir -p /mnt/src
sudo mount /dev/nvme0n1p3 /mnt/src

バックアップ先を mount しておく。例：

sudo mkdir -p /mnt/backup
sudo mount /dev/sdX1 /mnt/backup

tar でバックアップする場合、SELinux context、xattrs、ACL、所有者情報を落とさないようにする。

sudo tar \
  --one-file-system \
  --xattrs --xattrs-include='*' \
  --acls \
  --selinux \
  --numeric-owner \
  --sparse \
  -cpf /mnt/backup/rocky-root.tar \
  -C /mnt/src .

このバックアップは rootfs の論理バックアップである。

さらに保険として partclone などで変換前パーティションを丸ごと退避しておくのもよい。partclone バックアップは「失敗したら元の ext4/XFS rootfs に戻す」ための保険になる。

バックアップ後、unmount する。

sudo umount /mnt/src

9. rootfs を F2FS で作成する

ここで rootfs パーティションを F2FS に作り直す。

mkfs.f2fs が UUID 指定に対応している版なら、元の UUID を指定する。

sudo mkfs.f2fs -f -l rocky-root -U "$OLD_UUID" /dev/nvme0n1p3

作成後、UUID が同じになっているか確認する。

sudo blkid /dev/nvme0n1p3

期待する状態：

UUID="<OLD_UUID>" TYPE="f2fs"

mkfs.f2fs -U が使えるかは f2fs-tools のバージョンに依存する可能性があるため、事前に確認しておく。

mkfs.f2fs -h

同じ UUID にできるなら、BLS/GRUB の root=UUID=... を大きく変更せずに済む。ただし、fstab の filesystem type は必ず F2FS に変更する必要がある。

10. rootfs をリストアする

F2FS 化した rootfs を mount する。

sudo mkdir -p /mnt/dst
sudo mount -t f2fs /dev/nvme0n1p3 /mnt/dst

tar からリストアする。

sudo tar \
  --xattrs --xattrs-include='*' \
  --acls \
  --selinux \
  --numeric-owner \
  --same-owner \
  --sparse \
  -xpf /mnt/backup/rocky-root.tar \
  -C /mnt/dst

同期する。

sudo sync

11. /etc/fstab を修正する

リストア先の fstab を編集する。

sudo vi /mnt/dst/etc/fstab

rootfs の行を F2FS に変更する。

例：

UUID=<OLD_UUID>  /  f2fs  defaults,noatime  0  0

今回、UUID は元と同じにしているので、UUID自体は変えなくてよい。

ただし、ここは必ず変更する。

ext4 または xfs → f2fs

復旧性を優先するなら、まず最後の pass number は 0 にしておく。

UUID=<OLD_UUID>  /  f2fs  defaults,noatime  0  0

fsck.f2fs を initramfs に確実に入れて運用できるなら、後で見直せばよい。

12. /boot を mount して BLS entry を確認する

/boot を別パーティションにしているので、必ず mount する。

sudo mount /dev/nvme0n1p2 /mnt/dst/boot

UEFI 環境なら EFI System Partition も mount する。

sudo mount /dev/nvme0n1p1 /mnt/dst/boot/efi

BLS entry を確認する。

grep -R "root=" /mnt/dst/boot/loader/entries/*.conf

UUID を元と同じにしているので、root=UUID=... は基本的にそのままでよい。

ただし、rootfstype=f2fs は追加しておくと明示的でよい。

chroot して grubby で追加する。

sudo mount --rbind /dev /mnt/dst/dev
sudo mount --make-rslave /mnt/dst/dev
sudo mount -t proc proc /mnt/dst/proc
sudo mount -t sysfs sysfs /mnt/dst/sys
sudo mount -t tmpfs tmpfs /mnt/dst/run

sudo chroot /mnt/dst /bin/bash

chroot 内で実行する。

grubby --update-kernel=ALL --args="rootfstype=f2fs"

RHEL 9 系では grubby で boot entry の kernel command line を変更できる。Red Hat のドキュメントでも、すべての boot entry に kernel parameter を追加する方法として grubby --update-kernel=ALL --args=... が示されている。(Red Hat Documentation)

確認する。

grep -R "root=" /boot/loader/entries/*.conf
grep -R "rootfstype" /boot/loader/entries/*.conf

13. chroot 内で initramfs を再生成する

Live USB から chroot している場合、uname -r は使わない。

uname -r は Live USB 側の kernel version を返すためである。

Rocky 側の kernel version は /lib/modules で確認する。

ls /lib/modules

ELRepo kernel を対象にする。

KVER=$(ls /lib/modules | grep elrepo | tail -n 1)
echo "$KVER"

復旧性を優先して、まずは広めの initramfs を作る。

dracut -f \
  --no-hostonly \
  --force-drivers "f2fs" \
  "/boot/initramfs-${KVER}.img" \
  "${KVER}"

dracut は initramfs image を作成するツールで、installed system から必要な tools/files を集めて initramfs を構築する。(GitHub)

確認する。

lsinitrd "/boot/initramfs-${KVER}.img" | grep f2fs

f2fs.ko が入っていることを確認する。

14. SELinux relabel を仕込む

tar で xattrs と SELinux context を保存していても、初回は relabel を仕込んでおく方が安全である。

chroot 内で：

touch /.autorelabel

初回起動後に relabel が走る。

15. chroot を抜けて再起動する

chroot から抜ける。

exit

unmount する。

sudo sync
sudo umount -R /mnt/dst

再起動する。

sudo reboot

GRUB では ELRepo の kernel-lt を選ぶ。

16. 起動後の確認

起動できたら、rootfs が F2FS になっているか確認する。

findmnt -no SOURCE,FSTYPE,OPTIONS /

期待する出力：

/dev/nvme0n1p3 f2fs ...

kernel も確認する。

uname -r

ELRepo kernel であることを確認する。

grep f2fs /proc/filesystems

SELinux はまだ permissive のままでよい。

getenforce

問題なければ、必要に応じて enforcing に戻す。

sudo vi /etc/selinux/config
SELINUX=enforcing

再起動後に確認する。

getenforce

起動しなかった場合の復旧手順

F2FS 化後に起動しなかった場合は、Ubuntu Live USB から chroot して修復する。

1. Live USB で起動して確認

sudo lsblk -f
sudo blkid

rootfs が F2FS として認識されるか確認する。

sudo file -s /dev/nvme0n1p3

2. rootfs、boot、EFI を mount する

sudo mkdir -p /mnt/sysroot
sudo mount -t f2fs /dev/nvme0n1p3 /mnt/sysroot

/boot を mount する。

sudo mount /dev/nvme0n1p2 /mnt/sysroot/boot

UEFI の場合：

sudo mount /dev/nvme0n1p1 /mnt/sysroot/boot/efi

ここが重要である。

/boot を mount せずに dracut すると、実際の /boot ではなく rootfs 内の空ディレクトリに initramfs を作ってしまう。

3. chroot する

sudo mount --rbind /dev /mnt/sysroot/dev
sudo mount --make-rslave /mnt/sysroot/dev
sudo mount -t proc proc /mnt/sysroot/proc
sudo mount -t sysfs sysfs /mnt/sysroot/sys
sudo mount -t tmpfs tmpfs /mnt/sysroot/run
sudo chroot /mnt/sysroot /bin/bash

4. fstab を確認する

cat /etc/fstab

rootfs が F2FS になっていることを確認する。

UUID=<OLD_UUID>  /  f2fs  defaults,noatime  0  0

5. BLS entry を確認する

grep -R "root=" /boot/loader/entries/*.conf
grep -R "rootfstype" /boot/loader/entries/*.conf

UUID を元と同じにしている場合、root=UUID=... は基本的にそのままでよい。

ただし rootfstype=f2fs がなければ追加する。

grubby --update-kernel=ALL --args="rootfstype=f2fs"

6. 対象 kernel を明示して dracut を再実行する

ここでも uname -r は使わない。

ls /lib/modules

ELRepo kernel を選ぶ。

KVER=$(ls /lib/modules | grep elrepo | tail -n 1)
echo "$KVER"

initramfs を作り直す。

dracut -f \
  --no-hostonly \
  --force-drivers "f2fs" \
  "/boot/initramfs-${KVER}.img" \
  "${KVER}"

確認する。

lsinitrd "/boot/initramfs-${KVER}.img" | grep f2fs

7. SELinux relabel を仕込む

touch /.autorelabel

8. chroot を抜けて再起動する

exit
sudo sync
sudo umount -R /mnt/sysroot
sudo reboot

GRUB で ELRepo kernel-lt を選ぶ。

よくある失敗原因

症状原因
unknown filesystem type 'f2fs'initramfs に F2FS module が入っていない
VFS: Unable to mount root fsrootfs 指定、initramfs、kernel module のいずれかが不正
UUID=... does not existUUID が変わった、または指定ミス
emergency shell に落ちるfstab、root指定、initramfs、SELinux のいずれか
標準kernelでは起動しないRocky 9 標準kernel側にF2FS root用moduleがない、またはinitramfsにない
chrootでdracutしたのに直らない/boot をmountせずにinitramfsを作った
dracut -f $(uname -r) で失敗Live USB側のkernel versionを使っている

まとめ

Rocky Linux 9 の rootfs を F2FS に変更する手順は、次の形にすると安全性が高い。

1. /boot を別パーティションにして Rocky 9 を通常インストール
2. SELinux を permissive にする
3. ELRepo kernel-lt を導入
4. kernel-lt で起動して f2fs module を確認
5. dracut に f2fs を追加する設定を永続化
6. Ubuntu Live USB で起動
7. rootfs を tar で xattrs/ACL/SELinux込みでバックアップ
8. 元の rootfs UUID を控える
9. mkfs.f2fs 時に元の UUID を指定する
10. rootfs をリストア
11. /etc/fstab の rootfs type を f2fs に変更
12. BLS entry に rootfstype=f2fs を追加
13. chroot 内で対象 kernel を明示して dracut 再生成
14. /.autorelabel を作成
15. ELRepo kernel-lt で起動

特に重要なのは次の4点である。

- /boot は必ず分ける
- initramfs に f2fs.ko を入れる
- mkfs.f2fs 後も UUID が元と同じであることを確認する
- 起動しなければ Live USB + chroot + dracut で復旧する

UUIDを元と同じにしておけば、root=UUID=... の変更を避けられるため、作業はかなり単純になる。ただし、/etc/fstab の filesystem type と initramfs の F2FS module だけは必ず正しく設定する必要がある。

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