Manuel:Alpha/Installation/Disques
Introduction aux périphériques de type bloc
Les périphériques de type bloc
Étudions en détail les aspects de Gentoo et de Linux en général qui concernent les disques, incluant les périphériques de type bloc, les partitions, et les systèmes de fichiers de Linux. Une fois que les tenants et les aboutissants des disques seront compris, il sera possible d'établir les partitions et les systèmes de fichiers pour l'installation.
Pour commencer, intéressons-nous aux périphériques de type bloc. Les disques SCSI et Serial ATA sont tous les deux étiquetés avec des noms de périphérique tels que : /dev/sda, /dev/sdb, /dev/sdc, etc. Sur des machines plus modernes, les disques SSD NVMe basés sur PCI Express ont des noms de périphérique tels que : /dev/nvme0n1, /dev/nvme0n2, etc.
Le tableau suivant aidera les lecteurs à déterminer où trouver certaines catégories de périphériques de type bloc sur le système :
| Type of device | Default device handle | Editorial notes and considerations |
|---|---|---|
| SATA, SAS, SCSI, or USB flash | /dev/sda | Found on hardware from roughly 2007 until the present, this device handle is perhaps the most commonly used in Linux. These types of devices can be connected via the SATA bus, SCSI, USB bus as block storage. As example, the first partition on the first SATA device is called /dev/sda1. |
| NVM Express (NVMe) | /dev/nvme0n1 | The latest in solid state technology, NVMe drives are connected to the PCI Express bus and have the fastest transfer block speeds on the market. Systems from around 2014 and newer may have support for NVMe hardware. The first partition on the first NVMe device is called /dev/nvme0n1p1. |
| MMC, eMMC, and SD | /dev/mmcblk0 | embedded MMC devices, SD cards, and other types of memory cards can be useful for data storage. That said, many systems may not permit booting from these types of devices. It is suggested to not use these devices for active Linux installations; rather consider using them to transfer files, which is their design goal. Alternatively they could be useful for short-term backups. |
Les périphériques de type bloc ci-dessus représentent une interface abstraite pour le disque. Les programmes utilisateurs peuvent utiliser ces périphériques de type bloc pour interagir avec le disque sans se soucier de savoir s'il est SATA, SCSI ou quelque chose d'autre. Le programme peut simplement adresser le stockage sur le disque comme un groupe de blocs contigus de 4096 octets (4K), accessibles aléatoirement.
Slices
Although it is theoretically possible to use a full disk to house a Linux system, this is almost never done in practice. Instead, full disk block devices are split up in smaller, more manageable block devices. On Alpha systems, these are called slices.
In further sections, the installation instructions will use the example partitioning for the ARC/AlphaBIOS setup. Please adjust to personal preference!
Designing a partition scheme
How many partitions and how big?
The design of disk partition layout is highly dependent on the demands of the system and the file system(s) applied to the device. If there are lots of users, then it is advised to have /home on a separate partition which will increase security and make backups and other types of maintenance easier. If Gentoo is being installed to perform as a mail server, then /var should be a separate partition as all mails are stored inside the /var directory. Game servers may have a separate /opt partition since most gaming server software is installed therein. The reason for these recommendations is similar to the /home directory: security, backups, and maintenance.
In most situations on Gentoo, /usr and /var should be kept relatively large in size. /usr hosts the majority of applications available on the system and the Linux kernel sources (under /usr/src). By default, /var hosts the Gentoo ebuild repository (located at /var/db/repos/gentoo) which, depending on the file system, generally consumes around 650 MiB of disk space. This space estimate excludes the /var/cache/distfiles and /var/cache/binpkgs directories, which will gradually fill with source files and (optionally) binary packages respectively as they are added to the system.
How many partitions and how big very much depends on considering the trade-offs and choosing the best option for the circumstance. Separate partitions or volumes have the following advantages:
- Choose the best performing filesystem for each partition or volume.
- The entire system cannot run out of free space if one defunct tool is continuously writing files to a partition or volume.
- If necessary, file system checks are reduced in time, as multiple checks can be done in parallel (although this advantage is realized more with multiple disks than it is with multiple partitions).
- Security can be enhanced by mounting some partitions or volumes read-only,
nosuid(setuid bits are ignored),noexec(executable bits are ignored), etc.
However, multiple partitions have certain disadvantages as well:
- If not configured properly, the system might have lots of free space on one partition and little free space on another.
- A separate partition for /usr/ may require the administrator to boot with an initramfs to mount the partition before other boot scripts start. Since the generation and maintenance of an initramfs is beyond the scope of this handbook, we recommend that newcomers do not use a separate partition for /usr/.
- There is also a 15-partition limit for SCSI and SATA unless the disk uses GPT labels.
Installations that intend to use systemd as the service and init system must have the /usr directory available at boot, either as part of the root filesystem or mounted via an initramfs.
What about swap space?
There is no perfect value for swap space size. The purpose of the space is to provide disk storage to the kernel when internal memory (RAM) is under pressure. A swap space allows for the kernel to move memory pages that are not likely to be accessed soon to disk (swap or page-out), which will free memory in RAM for the current task. Of course, if the pages swapped to disk are suddenly needed, they will need to be put back in memory (page-in) which will take considerably longer than reading from RAM (as disks are very slow compared to internal memory).
When a system is not going to run memory intensive applications or has lots of RAM available, then it probably does not need much swap space. However do note in case of hibernation that swap space is used to store the entire contents of memory (likely on desktop and laptop systems rather than on server systems). If the system requires support for hibernation, then swap space larger than or equal to the amount of memory is necessary.
As a general rule, the swap space size is recommended to be twice the internal memory (RAM). For systems with multiple hard disks, it is wise to create one swap partition on each disk so that they can be utilized for parallel read/write operations. The faster a disk can swap, the faster the system will run when data in swap space must be accessed. When choosing between rotational and solid state disks, it is better for performance to put swap on the SSD. Also, swap files can be used as an alternative to swap partitions; this is mostly interesting for systems with very limited disk space.
Using fdisk to partition a disk (SRM only)
The following parts explain how to create the example slice layout for the SRM:
| Slice | Description |
|---|---|
| /dev/sda1 | Swap slice |
| /dev/sda2 | Root slice |
| /dev/sda3 | Full disk (required) |
Change the slice layout according to personal preference.
Identifying available disks
To figure out what disks are running in the system, use the following commands:
For IDE disks:
root #dmesg | grep 'drive$'For SCSI disks:
root #dmesg | grep 'scsi'The output will show what disks were detected and their respective /dev/ entry. In the following parts we assume that the disk is a SCSI disk on /dev/sda.
Now fire up fdisk:
root #fdisk /dev/sdaDeleting all slices
If the hard drive is completely blank, then first create a BSD disklabel.
Command (m for help):b/dev/sda contains no disklabel. Do you want to create a disklabel? (y/n) y A bunch of drive-specific info will show here 3 partitions: # start end size fstype [fsize bsize cpg] c: 1 5290* 5289* unused 0 0
We start with deleting all slices except the 'c'-slice (a requirement for using BSD disklabels). The following shows how to delete a slice (in the example we use 'a'). Repeat the process to delete all other slices (again, except the 'c'-slice).
Use p to view all existing slices. d is used to delete a slice.
BSD disklabel command (m for help):p8 partitions: # start end size fstype [fsize bsize cpg] a: 1 235* 234* 4.2BSD 1024 8192 16 b: 235* 469* 234* swap c: 1 5290* 5289* unused 0 0 d: 469* 2076* 1607* unused 0 0 e: 2076* 3683* 1607* unused 0 0 f: 3683* 5290* 1607* unused 0 0 g: 469* 1749* 1280 4.2BSD 1024 8192 16 h: 1749* 5290* 3541* unused 0 0
BSD disklabel command (m for help):dPartition (a-h): a
After repeating this process for all slices, a listing should show something similar to this:
BSD disklabel command (m for help):p3 partitions: # start end size fstype [fsize bsize cpg] c: 1 5290* 5289* unused 0 0
Creating the swap slice
On Alpha based systems there is no need for a separate boot slice. However, the first cylinder cannot be used as the aboot image will be placed there.
We will create a swap slice starting at the third cylinder, with a total size of 1 GB. Use n to create a new slice. After creating the slice, we will change its type to 1 (one), meaning swap.
BSD disklabel command (m for help):nPartition (a-p): a First cylinder (1-5290, default 1): 3 Last cylinder or +size or +sizeM or +sizeK (3-5290, default 5290): +1024M
BSD disklabel command (m for help):tPartition (a-c): a Hex code (type L to list codes): 1
After these steps a layout similar to the following should be shown:
BSD disklabel command (m for help):p3 partitions: # start end size fstype [fsize bsize cpg] a: 3 1003 1001 swap c: 1 5290* 5289* unused 0 0
Creating the root slice
We will now create the root slice, starting from the first cylinder after the swap slice. Use the p command to view where the swap slice ends. In our example, this is at 1003, making the root slice start at 1004.
Another problem is that there is currently a bug in fdisk making it think the number of available cylinders is one above the real number of cylinders. In other words, when asked for the last cylinder, decrease the cylinder number (in this example: 5290) with one.
When the slice is created, we change the type to 8, for ext2.
BSD disklabel command (m for help):nPartition (a-p): b First cylinder (1-5290, default 1): 1004 Last cylinder or +size or +sizeM or +sizeK (1004-5290, default 5290): 5289
BSD disklabel command (m for help):tPartition (a-c): b Hex code (type L to list codes): 8
The resulting slice layout should now be similar to this:
BSD disklabel command (m for help):p3 partitions: # start end size fstype [fsize bsize cpg] a: 3 1003 1001 swap b: 1004 5289 4286 ext2 c: 1 5290* 5289* unused 0 0
Save the slice layout and exit
Exit the fdisk application by typing w. This will also save the slice layout.
Command (m for help):wUsing fdisk to partition the disk (ARC/AlphaBIOS only)
The following parts explain how to create the example partition layout for ARC/AlphaBIOS:
| Partition | Description |
|---|---|
| /dev/sda1 | Boot partition |
| /dev/sda2 | Swap partition |
| /dev/sda3 | Root partition |
Change the partition layout according to personal preference.
Identifying the available disks
To figure out what disks are running, use the following commands:
For IDE disks:
root #dmesg | grep 'drive$'For SCSI disks:
root #dmesg | grep 'scsi'From this output it should be easy to see what disks were detected and their respective /dev/ entry. In the following parts we assume that the disk is a SCSI disk on /dev/sda.
Now fire up fdisk:
root #fdisk /dev/sdaDeleting all partitions
If the hard drive is completely blank, then first create a DOS disklabel.
Command (m for help):oBuilding a new DOS disklabel.
We start with deleting all partitions. The following shows how to delete a partition (in the example we use '1'). Repeat the process to delete all other partitions.
Use p to view all existing partitions. d is used to delete a partition.
command (m for help):pDisk /dev/sda: 9150 MB, 9150996480 bytes 64 heads, 32 sectors/track, 8727 cylinders Units = cylinders of 2048 * 512 = 1048576 bytes Device Boot Start End Blocks Id System /dev/sda1 1 478 489456 83 Linux /dev/sda2 479 8727 8446976 5 Extended /dev/sda5 479 1433 977904 83 Linux Swap /dev/sda6 1434 8727 7469040 83 Linux
command (m for help):dPartition number (1-6): 1
Creating the boot partition
On Alpha systems which use MILO to boot, we have to create a small vfat boot partition.
Command (m for help):nCommand action e extended p primary partition (1-4) p Partition number (1-4): 1 First cylinder (1-8727, default 1): 1 Last cylinder or +size or +sizeM or +sizeK (1-8727, default 8727): +16M
Command (m for help):tSelected partition 1 Hex code (type L to list codes): 6 Changed system type of partition 1 to 6 (FAT16)
Creating the swap partition
We will create a swap partition with a total size of 1 GB. Use n to create a new partition.
Command (m for help):nCommand action e extended p primary partition (1-4) p Partition number (1-4): 2 First cylinder (17-8727, default 17): 17 Last cylinder or +size or +sizeM or +sizeK (17-8727, default 8727): +1000M
Command (m for help):tPartition number (1-4): 2 Hex code (type L to list codes): 82 Changed system type of partition 2 to 82 (Linux swap)
After these steps a layout similar to the following is shown:
Command (m for help):pDisk /dev/sda: 9150 MB, 9150996480 bytes 64 heads, 32 sectors/track, 8727 cylinders Units = cylinders of 2048 * 512 = 1048576 bytes Device Boot Start End Blocks Id System /dev/sda1 1 16 16368 6 FAT16 /dev/sda2 17 971 977920 82 Linux swap
Creating the root partition
We will now create the root partition. Again, just use the n command.
Command (m for help):nCommand action e extended p primary partition (1-4) p Partition number (1-4): 3 First cylinder (972-8727, default 972): 972 Last cylinder or +size or +sizeM or +sizeK (972-8727, default 8727): 8727
After these steps a layout similar to the following should be shown:
Command (m for help):pDisk /dev/sda: 9150 MB, 9150996480 bytes 64 heads, 32 sectors/track, 8727 cylinders Units = cylinders of 2048 * 512 = 1048576 bytes Device Boot Start End Blocks Id System /dev/sda1 1 16 16368 6 FAT16 /dev/sda2 17 971 977920 82 Linux swap /dev/sda3 972 8727 7942144 83 Linux
Save the partition layout and exit
Save the changes made in fdisk by typing w.
Command (m for help):wNow that the partitions are created, continue with Creating filesystems.
Créer des systèmes de fichiers
Introduction
Maintenant que les partitions ont été créées, il est temps d'y placer un système de fichiers. Dans la section suivante les différents systèmes de fichiers que Linux prend en charge seront décris. Les lecteurs qui connaissent déjà quel système de fichiers utiliser peuvent continuer avec Appliquer un système de fichiers à une partition. Les autres devraient continuer à lire pour en apprendre plus sur les systèmes de fichiers disponibles.
Les systèmes de fichiers
Plusieurs systèmes de fichiers sont disponibles. Certains d'entre eux sont considérés stables sur l'architecture alpha - il est conseillé de se renseigner sur les systèmes de fichiers et leur prise en charge avant d'en choisir un plus expérimental pour les partitions importantes.
- btrfs
- Un système de fichiers de nouvelle génération offrant de nombreuses fonctionnalités avancées telles que l'instantané, l'auto-guérison via des sommes de contrôle, la compression transparente, les sous-volumes et le RAID intégré. Quelques distributions ont commencé à l'expédier comme une option prête à l'emploi, mais il n'est pas encore prêt pour la production. Les rapports de corruption du système de fichiers sont courants. Ses développeurs incitent les gens à utiliser la dernière version du noyau pour la sécurité car les plus anciens ont des problèmes connus. Cela a été le cas pendant des années et il est trop tôt pour dire si les choses ont changé. Les correctifs pour les problèmes de corruption sont rarement rétro-portés vers les noyaux plus anciens. Procéder avec prudence lors de l'utilisation de ce système de fichiers !
- ext2
- Il s'agit du système de fichiers Linux éprouvé, mais il n'a pas de journalisation des métadonnées, ce qui signifie que les vérifications de routine du système de fichiers ext2 au démarrage peuvent prendre beaucoup de temps. Il y a maintenant une grande sélection de systèmes de fichiers journalisés de nouvelle génération dont la cohérence peut être vérifiée très rapidement et qui sont donc généralement préférés à leurs homologues non journalisés. Les systèmes de fichiers journalisés empêchent les retards importants lorsque le système est démarré et que le système de fichiers se trouve dans un état incohérent.
- ext3
- La version journalisée du système de fichiers ext2, fournissant la journalisation des métadonnées pour une récupération rapide en plus d'autres modes de journalisation améliorés tels que les données complètes et la journalisation ordonnée des données. Il utilise un indice HTree qui permet des performances élevées dans presque toutes les situations. En bref, ext3 est un système de fichiers très bon et fiable.
- ext4
- Initialement créé en tant que fork de ext3, ext4 apporte de nouvelles fonctionnalités, des améliorations de performances et la suppression des limites de taille avec des modifications modérées du format sur le disque. Il peut couvrir des volumes allant jusqu'à 1 Eo, et avec une taille de fichier maximale de 16 To. Au lieu de l'allocation de blocs bitmap ext2/3 classique, ext4 utilise des extensions, ce qui améliore les performances des fichiers volumineux et réduit la fragmentation. Ext4 fournit également des algorithmes d'allocation de blocs plus sophistiqués (allocation différée et allocation multi-bloc) donnant au conducteur du système de fichiers plus de moyens d'optimiser la disposition des données sur le disque. Ext4 est le système de fichiers multi plate-forme tout usage recommandé.
- f2fs
- Le système de fichiers Flash-Friendly a été créé par Samsung pour l'utilisation avec la mémoire flash NAND. Depuis le deuxième trimestre 2016, ce système de fichiers est encore considéré comme immature, mais c'est un choix décent lors de l'installation de Gentoo sur des cartes microSD, des clés USB ou autres périphériques de stockage flash.
- JFS
- Le système de fichiers de journalisation hautes performances d'IBM. JFS est un système de fichiers basé sur l'arborescence B+ étantà la fois léger, rapide et fiable avec de bonnes performances dans diverses conditions.
- ReiserFS
- Un système de fichiers journalisé basé sur l'arborescence B+ qui a de bonnes performances globales, en particulier lorsqu'il s'agit de traiter de nombreux fichiers minuscules au prix de plusieurs cycles de processeur. ReiserFS semble être moins bien entretenu que les autres systèmes de fichiers.
- XFS
- Un système de fichiers avec journalisation des métadonnées, doté d'un ensemble de fonctionnalités robuste et optimisé pour l'évolutivité. XFS semble être moins indulgent dans le cas de problèmes matériels.
- vfat
- Également connu sous le nom FAT32, ce format est pris en charge par Linux mais ne prend pas en charge les paramètres d'autorisation. Il est principalement utilisé pour l'interopérabilité avec d'autres systèmes d'exploitation (principalement Microsoft Windows) mais est également une nécessité pour certains micrologiciels systèmes (comme UEFI).
- NTFS
- Ce système de fichiers New Technology est le système de fichiers phare de Microsoft Windows. Similaire à vfat ci-dessus, il ne stocke pas les paramètres d'autorisation ni les attributs étendus nécessaires au bon fonctionnement de BSD ou de Linux. Il ne peut donc pas être utilisé comme système de fichiers racine. Il devrait seulement être utilisé pour l'interopérabilité avec les systèmes Microsoft Windows (noter l'emphase sur seulement).
Appliquer un système de fichiers à une partition
Pour créer un système de fichiers sur une partition ou un volume, des outils sont disponibles pour chaque système de fichiers. Cliquer sur le nom du système de fichiers dans le tableau ci-dessous pour plus d'informations sur chaque système de fichiers :
| Système de fichiers | Commande pour la création | Sur le CD minimal ? | Paquet |
|---|---|---|---|
| btrfs | mkfs.btrfs | Oui | sys-fs/btrfs-progs |
| ext4 | mkfs.ext4 | Oui | sys-fs/e2fsprogs |
| f2fs | mkfs.f2fs | Oui | sys-fs/f2fs-tools |
| jfs | mkfs.jfs | Oui | sys-fs/jfsutils |
| reiserfs | mkfs.reiserfs | Oui | sys-fs/reiserfsprogs |
| xfs | mkfs.xfs | Oui | sys-fs/xfsprogs |
| vfat | mkfs.vfat | Oui | sys-fs/dosfstools |
| NTFS | mkfs.ntfs | Oui | sys-fs/ntfs3g |
Par exemple, pour avoir la partition système EFI (/dev/sda1) en FAT32 et la partition racine (/dev/sda3) en ext4 comme utilisé dans l'exemple de structuration des partitions, les commandes suivantes doivent être utilisées :
root #mkfs.vfat -F 32 /dev/sda1root #mkfs.ext4 /dev/sda3Lors de l'utilisation de ext4 sur une petite partition (moins de 8 Gio), le système de fichiers doit être créé avec les options appropriées pour réserver suffisamment de nœuds d'index ou inodes. Pour cela, utiliser la commande suivante :
root #mkfs.ext4 -T small /dev/<device>En général, ceci quadruple le nombre d' inodes pour un système de fichiers étant donné que son paramètre bytes-per-inode passe de un tous les 16 ko à un tous les 4 ko.
Maintenant, créez les systèmes de fichiers sur les partitions nouvellement créées (ou sur les volumes logiques).
Activer la partition d'échange
mkswap est la commande à utiliser pour initialiser les partitions d'échange :
root #mkswap /dev/sda2Pour activer la partition d'échange, utilisez la commande swapon :
root #swapon /dev/sda2Créez et activez la partition d'échange avec les commandes mentionnées ci-dessus.
Monter la partition racine
Users of non-Gentoo installation media will need to create the mount point by running:
root #mkdir --parents /mnt/gentooMaintenant que les partitions ont été initialisées et hébergent un système de fichiers, il est temps de les monter. Utilisez la commande mount, mais n'oubliez pas de créer les points de montage nécessaires pour chaque partition. À titre d'exemple, nous montons la partition racine :
root #mount /dev/sda3 /mnt/gentooSi /tmp/ doit se trouver sur une partition séparée, pensez à changer ses droits d'accès après le montage :
root #chmod 1777 /mnt/gentoo/tmpPlus loin dans les instructions, le système de fichiers proc (une interface virtuelle avec le noyau) ainsi que d'autres pseudos systèmes de fichiers du noyau seront montés. Mais d'abord, nous devons installer les fichiers d'installation de Gentoo.