ハンドブック:SPARC/インストール/ディスク
ブロックデバイスの概要
ブロックデバイス
Gentoo Linuxの、そしてLinux一般の、ブロックデバイス、パーティション、Linuxファイルシステムを含めた、ディスクやファイルシステム中心の考え方について詳しく見てみましょう。ディスクの入出力とファイルシステムについて理解することで、インストールのためのパーティションとファイルシステムを構築できるようになります。
まずはブロックデバイスについて見ていきます。SCSIドライブやシリアルATAドライブは両方とも/dev/sdaや/dev/sdb、/dev/sdcなどのようなデバイスハンドルとしてラベル付されます。更にモダンなマシンでは、PCI ExpressベースのNVMeソリッドステートディスクは、/dev/nvme0n1、/dev/nvme0n2などのようなデバイスハンドルを持ちます。
下の表は、各種のブロックデバイスがシステム上のどこにあるかを判断するのに役立つでしょう:
| デバイスの種類 | デフォルトのデバイスハンドル | 編集者メモと、考慮すべき点 |
|---|---|---|
| IDE、SATA、SAS、SCSI、または USB フラッシュメモリ | /dev/sda | 2007 年頃から現在までに製造されたハードウェアで見られます。このデバイスハンドルはおそらく Linux 上でもっともよく使用されているものでしょう。この種のデバイスは SATA バス、SCSI、USB バスを介してブロックストレージとして接続されます。例えば、最初の SATA デバイス上の最初のパーティションは /dev/sda1 という名前になります。 |
| NVM Express (NVMe) | /dev/nvme0n1 | ソリッドステートテクノロジとして最新の NVMe ドライブは PCI Express バスに接続され、一般市場でもっとも高速な転送速度を持っています。2014 年頃以降のシステムは NVMe ハードウェアのサポートを備えているかもしれません。最初の NVMe デバイスの最初のパーティションは /dev/nvme0n1p1 という名前になります。 |
| MMC、eMMC、および SD カード | /dev/mmcblk0 | embedded MMC デバイス、SD カード、そして他の種類のメモリーカードはデータ用のストレージとして有用です。つまり、多くのシステムはこれらの種類のデバイスからのブートを許可していないかもしれません。これらのデバイスに Linux をインストールして常用するのはおすすめできません。それらの典型的な設計意図である、ファイルの交換用に使うものと考えてください。この種のストレージは短期的なファイルバックアップまたはスナップショットとして使用すると便利かもしれません。 |
上のブロックデバイスは、ディスクへの抽象的なインターフェースを表しています。ユーザープログラムはこれらのブロックデバイスを用いて、デバイスが SATA、SCSI、もしくは他のものであるかどうかを心配することなしにディスクと通信することができます。プログラムは容易にディスク上の記憶領域を、ランダムアクセスできる 4096 バイト (4K) ごとの連続領域としてアドレッシングできます。
パーティションテーブル
Although it is theoretically possible to use a raw, unpartitioned disk to house a Linux system (when creating a btrfs RAID for example), this is almost never done in practice. Instead, disk block devices are split up into smaller, more manageable block devices. On sparc systems, these are called partitions. There are currently two standard partitioning technologies in use: Sun and GPT; the latter is supported only on more recent systems with a sufficiently recent firmware.
GUID パーティションテーブル (GPT)
The GUID Partition Table (GPT) setup (also called GPT disklabel) uses 64-bit identifiers for the partitions. The location in which it stores the partition information is much bigger than the 512 bytes of the MBR partition table (DOS disklabel), which means there is practically no limit on the amount of partitions for a GPT disk. Also the size of a partition is bounded by a much greater limit (almost 8 ZiB - yes, zebibytes).
GPT also takes advantage of checksumming and redundancy. It carries CRC32 checksums to detect errors in the header and partition tables and has a backup GPT at the end of the disk. This backup table can be used to recover damage of the primary GPT near the beginning of the disk.
GPT is only supported on Oracle SPARC machines of the T4 generation or newer. Additionally, only certain more recent firmware includes GPT support. There are several methods to check whether GPT support is available.
From the OBP prompt, execute:
{0} okcd /packages/disk-label{0} ok.propertiessupported-labels gpt
sun
mbr
name disk-labelIf gpt is included in the output, then GPT support is available. Alternatively, this can be determined from the installation media without entering OBP. Use the prtconf command from sys-apps/sparc-utils to access this information from userspace:
root #prtconf -pv | grep -c gptOr, check if the file /sys/firmware/devicetree/base/packages/disk-label/gpt exists. If none of these methods succeeds, then a firmware update is required in order to support GPT.
Sun partition table
Systems not manufactured by Oracle, T3 or earlier systems, or systems running an earlier firmware must use the Sun partition table type.
The third partition on Sun systems is set aside as a special "whole disk" slice. This partition must not contain a file system.
Users who are used to the DOS partitioning scheme should note that Sun partition tables do not have "primary" and "extended" partitions. Instead, up to eight partitions are available per drive, with the third of these being reserved.
The Handbook authors suggest using GPT whenever possible for Gentoo installations.
Default partitioning scheme
Due to the differences in required partition layout between GPT and Sun partition tables, a single partitioning scheme is not sufficient to support all possible system requirements. Some example schemes are provided below.
GPT partition scheme
The following partitioning scheme will be used as an example for GPT-formatted disks:
| Partition | Filesystem | Size | Mount Point | Description |
|---|---|---|---|---|
| /dev/sda1 | (none) | 2M | none | BIOS boot partition |
| /dev/sda2 | (swap) | RAM size * 2 | none | Swap partition |
| /dev/sda3 | ext4 | Rest of the disk | / | Root partition |
Sun formatted partition scheme
The following partitioning scheme will be used as an example for Sun-formatted disks:
| Partition | Filesystem | Size | Mount Point | Description |
|---|---|---|---|---|
| /dev/sda1 | ext4 | Disk size minus swap | / | Root partition |
| /dev/sda2 | (swap) | RAM size * 2 | none | Swap partition |
| /dev/sda3 | (none) | Whole disk | none | Whole disk partition.
Required on disks using the Sun partition table. |
SPARC systems using OBP version 3 or older have additional restrictions on their partitioning scheme. The root partition must be the first partition on the disk, and it may be no larger than 2 GiB. For this reason, such systems will require additional sufficiently-sized partitions for top-level directories, such as /usr, /var, /home, and other directories which would likely cause the root partition to exceed this limit. These systems are also likely to require the Sun partition table type, so do not forget to include the whole disk partition.
Partitioning the disk with GPT
The following parts explain how to create the example partition layout for a GPT installation using fdisk. The example partition layout was mentioned earlier:
| Partition | Description |
|---|---|
| /dev/sda1 | Boot partition |
| /dev/sda2 | Swap partition |
| /dev/sda3 | Root partition |
Change the partition layout according the system's needs.
Viewing the current partition layout
fdisk is a popular and powerful tool to split a disk into partitions. Fire up fdisk against the disk (in the example, /dev/sda is used):
root #fdisk /dev/sdaUse the p key to display the disk's current partition configuration:
Command (m for help):pDisk /dev/sda: 14.57 GiB, 15640625152 bytes, 30548096 sectors Disk model: USB Flash Disk Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes Disklabel type: gpt Disk identifier: 9850A2C2-76C4-FC47-9F0B-DA60449D2413 Device Start End Sectors Size Type /dev/sda1 2048 30547967 30545920 14.6G Linux filesystem
Creating a new disklabel and removing all existing partitions
Type g to create a new GPT disklabel on the disk; this will remove all existing partitions.
Command (m for help):gCreated a new GPT disklabel (GUID: 9850A2C2-76C4-FC47-9F0B-DA60449D2413).
For an existing GPT disklabel (see the output of p above), alternatively consider removing the existing partitions one by one from the disk. Type d to delete a partition. For instance, to delete an existing /dev/sda1:
Command (m for help):dSelected partition 1 Partition 1 has been deleted.
The partition has now been scheduled for deletion. It will no longer show up when printing the list of partitions (p, but it will not be erased until the changes have been saved. This allows users to abort the operation if a mistake was made - in that case, type q immediately and hit Enter and the partition will not be deleted.
Repeatedly type p to print out a partition listing and then type d and the number of the partition to delete it. Eventually, the partition table will be empty:
Command (m for help):pDisk /dev/sda: 14.57 GiB, 15640625152 bytes, 30548096 sectors Disk model: USB Flash Disk Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes Disklabel type: gpt Disk identifier: 9850A2C2-76C4-FC47-9F0B-DA60449D2413
Now that the in-memory partition table is empty, we're ready to create the partitions.
Creating the BIOS boot partition
First, create the BIOS boot partition. Type n to create a new partition, followed by 1 to select the first partition. When prompted for the first sector, make sure it starts from 2048 (which may be needed for the boot loader) and hit Enter. When prompted for the last sector, type +2M to create a partition 2 Mbyte in size:
Command (m for help):nPartition number (1-128, default 1):
First sector (2048-30548062, default 2048):
Last sector, +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (2048-30548062, default 30547967): +2M
Created a new partition 1 of type 'Linux filesystem' and of size 2 MiB.
Mark the partition as a BIOS boot partition:
Command (m for help):tSelected partition 1 Partition type or alias (type L to list all): 4 Changed type of partition 'Linux filesystem' to 'BIOS boot'.
Creating the swap partition
Next, to create the swap partition, type n to create a new partition, then type 2 to create the second partition, /dev/sda2. When prompted for the first sector, hit Enter. When prompted for the last sector, type +4G (or any other size needed for the swap space) to create a partition 4 GiB in size.
Command (m for help):nPartition number (2-128, default 2):
First sector (6144-30548062, default 6144):
Last sector, +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (6144-30548062, default 30547967): +4G
Created a new partition 2 of type 'Linux filesystem' and of size 4 GiB.
After all this is done, type t to set the partition type, 2 to select the partition just created and then type in 19 to set the partition type to "Linux Swap".
Command (m for help):tPartition number (1,2, default 2): 2 Partition type (type L to list all types): 19 Changed type of partition 'Linux filesystem' to 'Linux swap'.
Creating the root partition
Finally, to create the root partition, type n to create a new partition. Then type 3 to create the third partition, /dev/sda3. When prompted for the first sector, hit Enter. When prompted for the last sector, hit Enter to create a partition that takes up the rest of the remaining space on the disk. After completing these steps, typing p should display a partition table that looks similar to this:
Command (m for help):pDisk /dev/sda: 14.57 GiB, 15640625152 bytes, 30548096 sectors Disk model: USB Flash Disk Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes Disklabel type: gpt Disk identifier: 9850A2C2-76C4-FC47-9F0B-DA60449D2413 Device Start End Sectors Size Type /dev/sda1 2048 6143 4096 2M BIOS boot /dev/sda2 6144 8394751 8388608 4G Linux swap /dev/sda3 8394752 30547967 22153216 10.6G Linux filesystem
Saving the partition layout
To save the partition layout and exit fdisk, type w.
Command (m for help):wWith the partitions created, it is now time to put filesystems on them.
Partitioning the disk with a Sun partition table
The following parts explain how to create the example partition layout for a Sun partition table installation using fdisk. The example partition layout was mentioned earlier:
| Partition | Description |
|---|---|
| /dev/sda1 | Root partition |
| /dev/sda2 | Swap partition |
| /dev/sda3 | Whole disk partition |
Change the partition layout according to personal preference. If partitioning for a system using OBP version 3 or earlier, ensure that the root partition is less than 2G in size, and additionally create partitions /dev/sda4 and onward for additional filesystems.
Viewing the current partition layout
fdisk is a popular and powerful tool to split a disk into partitions. Fire up fdisk against the disk (in our example, we use /dev/sda):
root #fdisk /dev/sdaUse the p key to display the disk's current partition configuration:
Command (m for help):pDisk model: USB Flash Disk Geometry: 64 heads, 32 sectors/track, 14916 cylinders Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes Disklabel type: sun Device Start End Sectors Size Id Type Flags /dev/sda1 0 30445567 30445568 14.5G 83 Linux native /dev/sda2 30445568 30547967 102400 50M 82 Linux swap u /dev/sda3 0 30547967 30547968 14.6G 5 Whole disk
Creating a new disklabel / removing all partitions
Type s to create a new Sun disklabel on the disk; this will remove all existing partitions.
Command (m for help):sCreated a new partition 1 of type 'Linux native' and of size 14.5 GiB. Created a new partition 2 of type 'Linux swap' and of size 50 MiB. Created a new partition 3 of type 'Whole disk' and of size 14.6 GiB. Created a new Sun disklabel.
For an existing Sun disklabel (see the output of p above), alternatively consider removing the existing partitions one by one from the disk. Type d to delete a partition. For instance, to delete an existing /dev/sda1:
Command (m for help):dPartition number (1-3, default 3): 1 Partition 1 has been deleted.
The partition has now been scheduled for deletion. It will no longer show up when printing the list of partitions (p, but it will not be erased until the changes have been saved. This allows users to abort the operation if a mistake was made - in that case, type q immediately and hit Enter and the partition will not be deleted.
Repeatedly type p to print out a partition listing and then type d and the number of the partition to delete it. Eventually, the partition table will be empty:
Command (m for help):pDisk /dev/sda: 14.57 GiB, 15640625152 bytes, 30548096 sectors Disk model: USB Flash Disk Geometry: 64 heads, 32 sectors/track, 14916 cylinders Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes Disklabel type: sun
Now that the in-memory partition table is empty, we're ready to create the partitions.
Creating the whole disk partition
First, create the whole disk partition. Type n to create a new partition, followed by 3 to select the third partition. When prompted for the first sector, hit Enter. When prompted for the last sector, hit Enter to create a partition that takes up all of the space on the disk.
Command (m for help):nPartition number (1-8, default 1): 3
It is highly recommended that the third partition covers the whole disk and is of type `Whole disk'
First sector (0-30547968, default 0):
Last sector or +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (0-30547968, default 30547968):
Created a new partition 3 of type 'Whole disk' and of size 14.6 GiB.
fdisk will automatically set the type of such a partition to 'Whole disk', so there is no need to explicitly set the type.
Creating the root partition
Next, to create the root partition, type n to create a new partition. Then type 1 to create the third partition, /dev/sda1. When prompted for the first sector, hit Enter. When prompted for the last sector, type -4G (or whatever space is required for non-root partitions). After completing these steps, typing p should display a partition table that looks similar to this:
Command (m for help):pDisk /dev/sda: 14.57 GiB, 15640625152 bytes, 30548096 sectors Disk model: USB Flash Disk Geometry: 64 heads, 32 sectors/track, 14916 cylinders Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes Disklabel type: sun Device Start End Sectors Size Id Type Flags /dev/sda1 0 22159359 22159360 10.6G 83 Linux native /dev/sda3 0 30547967 30547968 14.6G 5 Whole disk
Creating the swap partition
Finally, to create the swap partition, type n to create a new partition, then type 2 to create the second partition, /dev/sda2. When prompted for the first sector, hit Enter. When prompted for the last sector, hit Enter to take up the remaining space on the disk.
Command (m for help):nPartition number (2,4-8, default 2):
First sector (22159360-30547968, default 22159360):
Last sector or +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (22159360-30547968, default 30547968):
Created a new partition 2 of type 'Linux native' and of size 4 GiB.
After all this is done, type t to set the partition type, 2 to select the partition just created and then type in 82 to set the partition type to "Linux Swap".
Command (m for help):tPartition number (1-3, default 3): 2 Hex code (type L to list all codes): 82 Changed type of partition 'Linux native' to 'Linux swap'.
After completing these steps, typing p should display a partition table that looks similar to this:
Command (m for help):pDisk /dev/sda: 14.57 GiB, 15640625152 bytes, 30548096 sectors Disk model: USB Flash Disk Geometry: 64 heads, 32 sectors/track, 14916 cylinders Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes Disklabel type: sun Device Start End Sectors Size Id Type Flags /dev/sda1 0 22159359 22159360 10.6G 83 Linux native /dev/sda2 22159360 30547967 8388608 4G 82 Linux swap u /dev/sda3 0 30547967 30547968 14.6G 5 Whole disk
Saving the partition layout
To save the partition layout and exit fdisk, type w.
Command (m for help):wWith the partitions created, it is now time to put filesystems on them.
ファイルシステムを作成する
SSD または NVMe ドライブを使用する場合は、ファームウェアアップグレードが必要かどうか確認してください。特に一部の Intel SSDs (600p および 6000p) は、XFS の I/O 使用量パターンによって誘発されるデータ破損 (ファイルシステムの欠陥によるものではありません) を回避するために、重大なバグフィックスのためのファームウェアアップグレードが必要です。smartctl はモデルとファームウェアバージョンを確認するのに役立ちます。
はじめに
パーティションが作成できたら、その上にファイルシステムを作成します。次の節ではLinuxがサポートする各種ファイルシステムを紹介します。どのファイルシステムを使うかをすでに決めているなら、パーティションにファイルシステムを適用するへ進みましょう。そうでなければ、次の節を読んで利用可能なファイルシステムについて知るのがよいでしょう。
ファイルシステム
Linux は多くのファイルシステムをサポートしていますが、それらの多くは特定の目的をもって配備するのが賢明なものです。特定のファイルシステムのみが sparc アーキテクチャ上で安定して動作するとされています - 重要なパーティションに実験的なファイルシステムを選択するときは、事前にファイルシステムのサポート状況を十分に知っておくことを推奨します。XFS はすべてのプラットフォームで、すべての目的で推奨されるファイルシステムです。以下は、網羅的ではないリストです:
- btrfs
- 次世代のファイルシステムです。スナップショット、チェックサムによる自己修復、透過的圧縮、サブボリューム、RAID の統合などの先進的な機能を提供します。RAID 5/6 とクオータグループは、btrfs のすべてのバージョンで安全ではありません。
- ext4
- ext4 は reflink などの現代的な機能を欠いてはいるものの、信頼性があり、全目的、全プラットフォームで使用できるファイルシステムです。
- f2fs
- Flash-Friendly File System はもともと、Samsung によって NAND フラッシュメモリで利用するために作られました。Gentoo を microSD カードや USB スティックや他のフラッシュベースの記憶装置にインストールする際にはすばらしい選択でしょう。
- XFS
- メタデータジャーナリングのあるファイルシステムで、堅牢な機能セットを持ち、スケーラビリティに最適化されています。新しい機能を取り入れながら継続的にアップグレードされ続けています。唯一の欠点は、現在対応中ではあるものの、 XFS パーティションはまだ縮小できないという点です。XFS の特筆すべき点として reflink とコピーオンライト (CoW) に対応しており、これは Gentoo システム上ではユーザが実施するコンパイル量の多さから特に有用です。XFS は全目的、全プラットフォームで利用できる、おすすめの現代的なファイルシステムです。パーティションは少なくとも 300MB ある必要があります。
- VFAT
- 別名 FAT32。Linux でサポートされていますが、標準的な UNIX パーミッションの設定をサポートしていません。ほとんど、他の OS (Microsoft Windows または Apple macOS) との相互運用性/交換のために使われていますが、いくつかのシステムブートローダーファームウェア (たとえば UEFI) でも必要になります。UEFI システムを使用している場合は、システムをブートするためには VFAT でフォーマットされた EFI システムパーティションが必要になるでしょう。
- NTFS
- この "New Technology" ファイルシステムは、Windows NT 3.1 以降の Microsoft Windows のフラッグシップファイルシステムです。VFAT と同様、BSD や Linux が正しく動作するために必要な UNIX パーミッション設定や拡張属性を保持しないため、ほとんどの場合ルートファイルシステムとして使うべきではありません。Microsoft Windows とデータ交換の相互運用のためにのみ使うべきです (のみの強調に注意してください)。
ファイルシステムについてのより広範な情報は、コミュニティによって維持されているファイルシステムの記事で見つけることができます。
パーティションにファイルシステムを適用する
後でハンドブックのインストールプロセスの最後に再起動する前に、選択したファイルシステムに関連するパッケージを emerge しておいてください。
パーティションまたはボリュームの上にファイルシステムを作成するには、ファイルシステムごとに異なるユーザースペースのユーティリティが利用可能です。下表でファイルシステムの名前をクリックすると、それぞれに追加の情報が得られます：
| ファイルシステム | 作成コマンド | Minimal CD にある？ | パッケージ |
|---|---|---|---|
| btrfs | mkfs.btrfs | はい | sys-fs/btrfs-progs |
| ext4 | mkfs.ext4 | はい | sys-fs/e2fsprogs |
| f2fs | mkfs.f2fs | はい | sys-fs/f2fs-tools |
| xfs | mkfs.xfs | はい | sys-fs/xfsprogs |
| vfat | mkfs.vfat | はい | sys-fs/dosfstools |
| NTFS | mkfs.ntfs | はい | sys-fs/ntfs3g |
例えば、パーティション構造例の通りに、ルートパーティション (/dev/sda1) を xfs として設定するには、次のコマンドが使えます:
root #mkfs.xfs /dev/sda1ext4 を (8 GiB 未満の) 小さいパーティションに使用する場合は、十分な inode 数を確保できるように適切なオプションを指定してファイルシステムを作成する必要があります。これは、各ファイルシステム毎に、以下のコマンドのうちのひとつを使用することで行えます:
root #mkfs.ext4 -T small /dev/<device>上のコマンドは通常では、「inodeあたりのバイト数」を16kBから4kBに減らすので、ファイルシステムに4倍のinode数を確保できます。
それでは、新しく作成したパーティション（または論理ボリューム）にファイルシステムを作成しましょう。
スワップパーティションを有効にする
mkswapはスワップパーティションを初期化するために使われるコマンドです：
root #mkswap /dev/sda2スワップパーティションを有効化するには、swaponを使います：
root #swapon /dev/sda2上述のコマンドで、スワップを作成して有効化しましょう。
ルートパーティションのマウント
非 Gentoo インストールメディアを利用している場合、次を実行してマウントポイントを作成する必要があります:
root #mkdir --parents /mnt/gentooパーティションが初期化され、ファイルシステムを格納したので、それらのパーティションをマウントする時です。 mount コマンドを使用しますが、作成されたすべてのパーティションに必要なマウントディレクトリを作成することを忘れないでください。例として、 rootパーティションをマウントします。
root #mount /dev/sda1 /mnt/gentooもし/tmp/を別のパーティションに置く必要があるなら、マウントしたあと権限の変更を忘れずに行ってください:
root #chmod 1777 /mnt/gentoo/tmpこのあと解説の中で、proc ファイルシステム (仮想的なカーネルとのインターフェース) が、他のカーネル擬似ファイルシステムと同様にマウントされますが、まず最初は、Gentoo インストールファイルをインストールします。