Handbook:PPC/Installation/Disks
Введение в блочные устройства
Блочные устройства
Теперь взглянем на аспекты работы Gentoo Linux и Linux в общем, связанные с дисковой подсистемой, включая блочные устройства, разделы и файловые системы Linux. Как только основные понятия о дисках и файловых системах будут изучены, можно будет приступать к созданию разделов и файловых систем для установки.
Для начала, рассмотрим блочные устройства. Устройства SCSI и Serial ATA обозначаются как /dev/sda, /dev/sdb, /dev/sdc и так далее. На более современных компьютерах твердотельные накопители NVMe на базе PCI Express имеют дескриптор вида /dev/nvme0n1, /dev/nvme0n2 и так далее.
Следующая таблица поможет определить необходимый тип блочного устройства в системе:
| Тип устройства | Дескриптор устройства по умолчанию | Примечания и полезные сведения |
|---|---|---|
| IDE, SATA, SAS, SCSI или USB flash | /dev/sda | Данный тип устройств стал доступным примерно с 2007 года и встречается до сих пор, являясь, пожалуй, самым используемым типом в Linux. Устройства могут подключаться через шины SATA, SCSI или USB в виде устройства блочного хранилища. Например, первый раздел на первом SATA устройстве обозначается как /dev/sda1. |
| NVM Express (NVMe) | /dev/nvme0n1 | Передовая на данный момент технология твердотельных накопителей. Устройства NVMe подключаются к шине PCI Express и обладают наиболее быстрой скоростью передачи блочных данных, доступной на рынке. Системы образца 2014 года и новее могут иметь поддержку устройств NVMe. Первый раздел на первом NVMe устройстве обозначается как /dev/nvme0n1p1. |
| MMC, eMMC и SD | /dev/mmcblk0 | Устройства embedded MMC, SD-карты и другие типы карт памяти могут использоваться для хранения данных. Однако не все системы могут позволить загружаться с данного типа устройств. Не рекомендуется использовать данные устройства для установки Linux; лучше используйте их по прямому назначению — для переноса файлов. Также их можно использовать для кратковременного резервного копирования или снимков диска. |
Данные блочные устройства представляют абстрактный интерфейс к диску. Пользовательские приложения могут использовать их для взаимодействия с диском, не заботясь о том, какой это диск — SATA, SCSI или какой-либо ещё. Программа просто адресует пространство на диске как совокупность следующих друг за другом 4096-байтных (4K) блоков с произвольным доступом.
Разделы
Несмотря на то, что теоретически возможно использовать весь диск для размещения системы Linux, это почти никогда не делается на практике. Вместо этого, блочное устройство разбивается на меньшие, более управляемые блочные устройства. Во многих системах они называются разделами.
In the remainder of the installation instructions, we will use the Pegasos example partition layout. Adjust to personal preference.
Разработка схемы разделов
Сколько разделов и насколько больших?
Расположение разделов на диске сильно зависит от потребностей системы и файловой системы (файловых систем). Если в ней будет много пользователей, рекомендуется разместить /home на отдельном разделе, что улучшит безопасность и значительно упростит резервное копирование (а также другие операции сопровождения). Если Gentoo устанавливается для использования в роли почтового сервера, следует отделить /var, так как вся почта хранится в каталоге /var. Для игровых серверов потребуется отдельный раздел /opt, так как большинство игровых серверов устанавливается туда. Причины выделения те же, что и для каталога /home: безопасность, резервное копирование и сопровождение.
В большинстве случаев /usr и /var должны быть достаточно большого размера. В /usr хранится большинство приложений, доступных системе, а также исходные коды ядра Linux (в каталоге /usr/src). По умолчанию в /var хранится репозиторий пакетов Gentoo (расположенный в /var/db/repos/gentoo), который, в зависимости от файловой системы, занимает около 650 МиБ дискового пространства. Оценка этого пространства не включает каталоги /var/cache/distfiles и /var/cache/binpkgs, в которых будут скапливаться архивы исходных кодов и (не обязательно) двоичных пакетов, которые будут формироваться в самой системе.
Сколько именно и какого объёма разделов нужно системе — всё зависит от сочетания различных факторов, которые необходимо принимать во внимание. Наличие отдельных разделов или томов имеет следующие плюсы:
- Можно выбрать наиболее подходящую файловую систему для каждого раздела или тома.
- Свободное место во всей системе не закончится внезапно из-за того, что одна-единственная сбойная программа постоянно записывает файлы в раздел или том.
- Необходимая проверка файловых систем будет занимать меньше времени, так как проверка разных разделов может выполняться параллельно (хотя это это преимущество относится больше к нескольким дискам, чем к нескольким разделам).
- Можно повысить безопасность системы, монтируя часть разделов в режиме только для чтения,
nosuid(игнорируется бит setuid),noexec(игнорируется бит исполнения) и так далее.
Однако у множества разделов также есть недостатки:
- Если они не настроены правильно, может получиться так, что будет огромное количество свободного места на одном разделе и нехватка на другом.
- Отдельный раздел для /usr/ может потребовать загрузки с initramfs, чтобы смонтировать раздел прежде, чем запустятся другие загрузочные сценарии. Так как сборка initramfs выходит за рамки данного руководства, мы рекомендуем новичкам не создавать отдельный раздел для /usr/.
- Также существует лимит в 15 разделов для SCSI и SATA, если только на диске не используются метки GPT.
Если планируется использовать systemd в качестве системы инициализации и управления службами, то при загрузке системы должен быть доступен каталог /usr, либо как часть корневой файловой системы, либо смонтированный через initramfs.
Что по поводу пространства подкачки?
Не существует идеального значения для раздела подкачки. Целью пространства подкачки является предоставление дискового пространства ядру в условиях активного использования оперативной памяти. Пространство подкачки позволяет ядру переносить на диск страницы оперативной памяти, которые не будут использоваться в ближайшее время, освобождая её (swap или page-out). Конечно, если эта память вдруг неожиданно понадобится, эти страницы должны быть помещены обратно в память (page-in), что займет намного больше времени, чем чтение с оперативной памяти (так как диски — это очень медленные устройства по сравнению с оперативной памятью).
Если на системе не требуется запускать приложения, требовательные к памяти, либо изначально доступно очень много памяти, то, скорее всего, необходимости в пространстве подкачки нет. Однако раздел подкачки также используется для сохранения всей памяти в случае перехода системы в спящий режим (более вероятно на ноутбуках и десктопах, чем на серверах). Если планируется использовать этот режим, нужно пространство подкачки, равное или больше чем количеству оперативной памяти.
Как правило, рекомендуется создавать пространство подкачки с размером в два раза больше оперативной памяти (ОЗУ). Для систем с несколькими дисками, целесообразно создать по одному разделу подкачки на каждом диске, чтобы их можно было использовать для параллельных операций чтения/записи. Чем быстрее диск может подкачивать, тем быстрее система будет работать, когда ей необходимо прочитать данные с пространства подкачки. При выборе между жестким диском и твердотельным накопителем, с точки зрения производительности лучше создать пространство подкачки на SSD. Также вы можете использовать файлы подкачки вместо разделов подкачки; в основном это необходимо для систем с очень ограниченным дисковым пространством.
Apple New World
Apple New World machines are fairly straightforward to configure. The first partition is always an Apple Partition Map (APM). This partition keeps track of the layout of the disk. It is not possible to remove this partition. The next partition should always be a bootstrap partition. This partition contains a small (800KiB) HFS filesystem that holds a copy of the bootloader Yaboot and its configuration file. This partition is not the same as a /boot partition as found on other architectures. After the boot partition, the usual Linux filesystems are placed, according to the scheme below. The swap partition is a temporary storage place for when the system runs out of physical memory. The root partition will contain the filesystem that Gentoo is installed on. To dual boot, the OSX partition can go anywhere after the bootstrap partition to insure that yaboot starts first.
There may be "Disk Driver" partitions on the disk such as Apple_Driver63, Apple_Driver_ATA, Apple_FWDriver, Apple_Driver_IOKit, and Apple_Patches. These are used to boot MacOS, so if there is no need for this, they can be removed by initializing the disk with mac-fdisk's i option. Be careful, this will completely erase the disk! If in doubt do not remove them.
If the disk is partitioned with Apple's Disk Utility, there may be 128 MiB spaces between partitions which Apple reserves for "future use". These can be safely removed.
| Раздел | Размер | Файловая система | Описание |
|---|---|---|---|
| /dev/sda1 | 32 КиБ | Нет. | Apple Partition Map (APM). |
| /dev/sda2 | 800 КиБ | HFS | Apple bootstrap. |
| /dev/sda3 | 512 МиБ | swap | Раздел подкачки Linux (тип 0x82). |
| /dev/sda4 | Оставшееся пространство диска. | ext4, xfs и т.д. | Корневой раздел Linux. |
Apple Old World
Apple Old World machines are a bit more complicated to configure. The first partition is always an Apple Partition Map (APM). This partition keeps track of the layout of the disk. It is not possible to remove this partition. When using BootX, the configuration below assumes that MacOS is installed on a separate disk. If this is not the case, there will be additional partitions for "Apple Disk Drivers" such as Apple_Driver63, Apple_Driver_ATA, Apple_FWDriver, Apple_Driver_IOKit, Apple_Patches and the MacOS install. When using Quik, it is necessary to create a boot partition to hold the kernel, unlike other Apple boot methods. After the boot partition, the usual Linux filesystems are placed, according to the scheme below. The swap partition is a temporary storage place for when the system runs out of physical memory. The root partition will contain the filesystem that Gentoo is installed on.
When using an Old World machine, it is necessary to keep MacOS available. The layout here assumes MacOS is installed on a separate drive.
Пример схемы разбивки диска для систем Old World:
| Раздел | Размер | Файловая система | Описание |
|---|---|---|---|
| /dev/sda1 | 32 КиБ | Нет. | Apple Partition Map (APM). |
| /dev/sda2 | 32 КиБ | ext2 | Загрузочный раздел Quik (только для quik). |
| /dev/sda3 | 512 МиБ | swap | Раздел подкачки Linux (тип 0x82). |
| /dev/sda4 | Оставшееся пространство диска. | ext4, xfs и т.д. | Корневой раздел Linux. |
Pegasos
The Pegasos partition layout is quite simple compared to the Apple layouts. The first partition is a boot partition, which contains kernels to be booted along with an Open Firmware script that presents a menu on boot. After the boot partition, the usual Linux filesystems are placed, according to the scheme below. The swap partition is a temporary storage place for when the system runs out of physical memory. The root partition will contain the filesystem that Gentoo is installed on.
Пример схемы разбивки диска для систем Pegasos:
| Раздел | Размер | Файловая система | Описание |
|---|---|---|---|
| /dev/sda1 | 32 МиБ | affs1 или ext2 | Загрузочный раздел. |
| /dev/sda2 | 512 МиБ | swap | Раздел подкачки Linux (тип 0x82). |
| /dev/sda3 | Оставшееся пространство диска. | ext4, xfs и т.д. | Корневой раздел Linux. |
IBM PReP (RS/6000)
The IBM PowerPC Reference Platform (PReP) requires a small PReP boot partition on the disk's first partition, followed by the swap and root partitions.
Пример схемы разбивки диска для систем IBM PReP:
| Раздел | Размер | Файловая система | Описание |
|---|---|---|---|
| /dev/sda1 | 800 КиБ | нет | Загрузочный раздел PReP (тип 0x41). |
| /dev/sda2 | 512 МиБ | swap | Раздел подкачки Linux (тип 0x82). |
| /dev/sda3 | Оставшееся пространство диска. | ext4, xfs и т.д. | Корневой раздел Linux (тип 0x83). |
parted is able to resize partitions including HFS+. Unfortunately there may be issues with resizing HFS+ journaled filesystems, so, for the best results, switch off journaling in Mac OS X before resizing. Remember that any resizing operation is dangerous, so attempt at own risk! Be sure to always have a backup of all data before resizing!
Использование mac-fdisk (Apple)
Для начала создайте разделы с помощью mac-fdisk:
root #mac-fdisk /dev/sdaIf Apple's Disk Utility was used prior to leave space for Linux, first delete the partitions that might have been created previously to make room for the new install. Use d in mac-fdisk to delete those partition(s). It will ask for the partition number to delete. Usually the first partition on NewWorld machines (Apple_partition_map) cannot be deleted. To start with a clean disk, simply initialize the disk by pressing i. This will completely erase the disk, so use this with caution.
Second, create an Apple_Bootstrap partition by using b. It will ask for what block to start. Enter the number of the first free partition, followed by a p. For instance this is 2p.
This partition is not a /boot partition. It is not used by Linux at all; there is no need to place any filesystem on it and it should never be mounted. Apple users don't need an extra partition for /boot.
Now create a swap partition by pressing c. Again mac-fdisk will ask for what block to start this partition from. As we used 2 before to create the Apple_Bootstrap partition, now enter 3p. When sked for the size, enter 512M (or whatever size needed - a minimum of 512MiB is recommended, but 2 times the physical memory is the generally accepted size). When asked for a name, enter swap.
To create the root partition, enter c, followed by 4p to select from what block the root partition should start. When asked for the size, enter 4p again. mac-fdisk will interpret this as "Use all available space". When asked for the name, enter root.
To finish up, write the partition to the disk using w and q to quit mac-fdisk.
To make sure everything is okay, run mac-fdisk -l and check whether all the partitions are there. If not all partitions created previously are shown, or the changes made are not reflected in the output, reinitialize the partitions by pressing i in mac-fdisk. Note that this will recreate the partition map and thus remove all existing partitions.
Использование parted (Pegasos и RS/6000)
parted, the partition editor, can now handle HFS+ partitions used by Mac OS and Mac OS X. With this tool it is possible to resize the Mac partitions and create space for the Linux partitions. Nevertheless, the example below describes partitioning for Pegasos machines only.
Чтобы продолжить, давайте запустим parted:
root #parted /dev/sdaIf the drive is unpartitioned, run mklabel amiga to create a new disklabel for the drive.
It is possible to type print at any time in parted to display the current partition table. To abort parted, press Ctrl+c.
If next to Linux, the system is also meant to have MorphOS installed, then create an affs1 filesystem at the start of the drive. 32MB should be more than enough to store the MorphOS kernel. With a Pegasos I, or when Linux will use any filesystem besides ext2 or ext3, then it is necessary to also store the Linux kernel on this partition (the Pegasos II can only boot from ext2/ext3 or affs1 partitions). To create the partition run mkpart primary affs1 START END where START and END should be replaced with the megabyte range (e.g. 0 32) which creates a 32 MB partition starting at 0MB and ending at 32MB. When creating an ext2 or ext3 partition instead, substitute ext2 or ext3 for affs1 in the mkpart command.
Create two partitions for Linux, one root filesystem and one swap partition. Run mkpart primary START END to create each partition, replacing START and END with the desired megabyte boundaries.
It is generally recommended to create a swap partition that is two times bigger than the amount of RAM in the computer, but at least 512MiB is recommended. To create the swap partition, run mkpart primary linux-swap START END with START and END again denoting the partition boundaries.
Просто введите quit, когда закончите с parted.
Создание файловых систем
При использовании SSD или NVMe диска, пожалуйста, проверьте наличие обновлений для прошивки. В частности, некоторые SSD от Intel (600p и 6000p) нуждаются в обновлении прошивки для исправления критических ошибок, чтобы не допустить повреждение данных из-за особенностей использования I/O в XFS (не по вине самой файловой системы). Программа smartctl умеет отображать модель и версию прошивки.
Введение
Теперь, когда разделы созданы, пора разместить на них файловые системы. В следующем разделе описаны различные поддерживаемые в Linux файловые системы. Те из читателей, кто уже знает, какую файловую систему будет использовать, могут продолжить с раздела Создание файловой системы на разделе. Остальным стоит продолжить чтение, чтобы узнать о доступных вариантах…
Файловые системы
Linux поддерживает несколько десятков файловых систем, хотя для большинства из них необходимы достаточно веские причины их использовать. Лишь только некоторые из них можно считать стабильными на архитектуре ppc. Рекомендуется прочитать информацию о файловых системах и об их состоянии поддержки перед тем, как останавливать свой выбор на экспериментальных. XFS — рекомендуемая стабильная файловая система общего применения для всех платформ. Ниже представлен неполный список файловых систем:
- btrfs
- Файловая система нового поколения. Предоставляет множество продвинутых функций, таких как мгновенные снимки, самовосстановление с помощью контрольных сумм, поддержка прозрачного сжатия, подтомов и интегрированный RAID. Ядра старше ветки 5.4 не обеспечивают безопасную работу btrfs, так как исправления наиболее серьёзных проблем стабильности появились только в более поздних ветках долговременной поддержки (LTS) ядра. RAID 5/6 и quota groups небезопасны на всех версиях btrfs.
- ext4
- Ext4 является стабильной файловой системой общего применения для всех платформ, хотя в ней отсутствуют современные возможности по типу «reflinks».
- f2fs
- Файловая система (Flash-Friendly File System) была создана Samsung для использования на NAND-накопителях. Она может быть достойным выбором при установке на microSD карту, USB-накопитель или другие накопители.
- XFS
- Файловая система с журналированием метаданных, которая поставляется с мощным набором функций и оптимизирована для масштабируемости. Она непрерывно обновляется, обрастая новым возможностями. Единственным недостатком является то, что разделы с XFS пока нельзя уменьшать (хотя и над этим ведётся работа). Примечательно, что XFS поддерживает «reflinks» и механизм «копирование при записи» (Copy-on-Write, CoW), что весьма полезно для Gentoo систем из-за частых и/или больших компиляций, которые совершает пользователь. XFS является рекомендуемой современной файловой системой общего назначения для всех платформ. Для неё требуется раздел размером не менее 300 МБ.
- VFAT
- Так же известная как FAT32, поддерживается Linux, но не имеет поддержку стандартных файловых разрешений UNIX. В основном используется для взаимодействия или взаимозаменяемости с другими операционными системами (в основном Microsoft Windows и Apple macOS), но также необходима при использовании некоторых системных прошивок загрузчика (например, UEFI). Пользователям систем с UEFI должны использовать эту файловую систему для EFI System Partition, чтобы иметь возможность загружаться.
- NTFS
- New Technology Filesystem является основной файловой системой для Microsoft Windows начиная с NT 3.5. Как и VFAT, она не сохраняет настройки UNIX разрешений и расширенные атрибуты, необходимые для нормальной работы BSD или Linux, поэтому в большинстве случаев её не следует использоваться в качестве файловой системы для корневого раздела. Её следует использовать только для взаимодействия или обмена данными с системами Microsoft Windows (обратите внимание на акцент слова только).
Более подробную информацию о файловых системах можно найти в (поддерживаемой сообществом) статье Файловая система.
Создание файловой системы на разделе
Пожалуйста, не забудьте, что в конце установки (перед перезагрузкой системы) вам необходимо установить соответствующий пакет с инструментами для выбранной файловой системы.
Для создания файловых систем на разделе или томе существуют пользовательские утилиты для каждого возможного типа файловой системы. Нажмите на имя файловой системы в таблице ниже для получения дополнительной информации о каждой файловой системе:
| Файловая система | Команда для создания | Присутствует в «живом» окружении? | Пакет |
|---|---|---|---|
| btrfs | mkfs.btrfs | Да | sys-fs/btrfs-progs |
| ext4 | mkfs.ext4 | Да | sys-fs/e2fsprogs |
| f2fs | mkfs.f2fs | Да | sys-fs/f2fs-tools |
| xfs | mkfs.xfs | Да | sys-fs/xfsprogs |
| vfat | mkfs.vfat | Да | sys-fs/dosfstools |
| NTFS | mkfs.ntfs | Да | sys-fs/ntfs3g |
The handbook recommends new partitions as part of the installation process, but it is important to note running any mkfs command will erase any data contained within the partition. When necessary, ensure any data that exists within is appropriately backed up before creating a few filesystem.
Например, чтобы отформатировать корневой раздел (/dev/sda3) в xfs при использовании структуры разделов из примера, используются следующие команды:
root #mkfs.xfs /dev/sda3EFI system partition filesystem
The EFI system partition (/dev/sda1) must be formatted as FAT32:
root #mkfs.vfat -F 32 /dev/sda1Legacy BIOS boot partition filesystem
Systems booting via legacy BIOS with a MBR/DOS disklabel can use any filesystem format supported by the bootloader.
For example, to format with XFS:
root #mkfs.xfs /dev/sda1Small ext4 partitions
При использовании ext4 на малых разделах (менее 8 ГиБ) файловая система должна быть создана с особыми параметрами для резервирования достаточного количества индексных дескрипторов (inodes). Для этого используется одна из следующих команд:
root #mkfs.ext4 -T small /dev/<раздел>Данная команда учетверит количество индексных дескрипторов для такой ФС, так как мы уменьшили количество байт на каждый дескриптор («bytes-per-inode») с 16 кб до 4 кб.
Активация раздела подкачки
Для инициализации разделов подкачки используется команда mkswap:
root #mkswap /dev/sda2Чтобы активировать раздел подкачки, используйте swapon:
root #swapon /dev/sda2This 'activation' step is only necessary because the swap partition is newly created within the live environment. Once the system has been rebooted, as long as the swap partition is properly defined within fstab or other mount mechanism, swap space will activate automatically.
Монтирование корневого раздела
Installations which were previously started, but did not finish the installation process can resume the installation from this point in the handbook. Use this link as the permalink: Resumed installations start here.
Если в качестве установочного носителя используется не Gentoo-образ, необходимо дополнительно создать точку монтирования:
root #mkdir --parents /mnt/gentooroot #mkdir --parents /mnt/gentooFor EFI installs only, the ESP should be mounted under the root partition location:
root #mkdir --parents /mnt/gentooContinue creating additional mount points necessary for any additional (custom) partition(s) created during previous steps by using the mkdir command.
Теперь, когда созданы разделы и размещённые на них файловые системы, настало время их смонтировать. Используйте команду mount, только не забудьте предварительно создать каталоги для монтирования каждого созданного раздела. В качестве примера мы смонтируем корневой раздела:
Mount the root partition:
root #mount /dev/sda3 /mnt/gentooContinue mounting additional (custom) partitions as necessary using the mount command.
Если /tmp/ находится на отдельном разделе, не забудьте после монтирования изменить права доступа:
root #chmod 1777 /mnt/gentoo/tmpПозже в инструкции будут смонтированы файловая система proc (виртуальный интерфейс к ядру) и другие псевдофайловые системы ядра. Но сначала необходимо распаковать файл стадии Gentoo.