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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。

Introduction to block devices

Block devices

Note
Placeholder for introduction to block devices specific to that architecture

Designing a partition scheme

Note
Placeholder for designing a partition scheme specific to that architecture

ファイルシステムを作成する

Warning
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あるかどうか確認するのが賢明です。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の可能性のためのファームウェアアップグレードが必要です。この問題はファームウェアレベルのもので、XFS ファイルシステムの欠陥ではありません。smartctl ユーティリティはデバイスの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

Note
再起動する前に、選択したファイルシステムに関連するユーザ空間ユーティリティを emerge しておいてください。インストールプロセスの終わりのあたりでまた、そうするように再通知します。

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	live 環境内にある？	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

Important
ハンドブックではインストールプロセスの一部として新しいパーティションを使用することを推奨しますが、重要なこととして、mkfs コマンドを実行すると、パーティションに含まれるすべてのデータは消去されることに注意してください。必要な場合は、新しいファイルシステムを作成する前に、中に存在する任意のデータが適切にバックアップされていることを確認してください。

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 () をとして設定するには、次のコマンドが使えます:

root #mkfs.

EFI システムパーティションのファイルシステム

EFI システムパーティション () は FAT32 としてフォーマットする必要があります:

root #mkfs.vfat -F 32

レガシー BIOS ブートパーティションのファイルシステム

MBR/DOS ディスクラベルを持ち、レガシー BIOS を利用してブートするシステムは、ブートローダがサポートする任意のファイルシステムフォーマットを使用することができます。

例えば、XFS でフォーマットするには:

root #mkfs.xfs

小さな ext4 パーティション

ext4 ファイルシステムを (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べきです。これは -T small オプションを使用して指定することができます:

root #mkfs.ext4 -T small /dev/<device>

こうすることで「inode あたりのバイト数」が 16kB から 4kB に減るので、ファイルシステムに 4 倍の inode 数を確保できます。

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

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

この「有効化」の手順は、このスワップパーティションが live 環境内に新しく作成されたという理由から必要になっているものです。システムのリブート後は、スワップパーティションが fstab またはその他のマウント機構で適切に定義されている限り、スワップ領域は自動的に有効化されるでしょう。

ルートパーティションのマウント

Note
以前に開始したインストール手順を完了しなかった場合は、ハンドブックのこの時点からインストールを再開することができます。このリンクを permalink として使用してください: インストールの再開はここから。

一部の live 環境は、Gentoo のルートパーティションのために提案されているマウントポイント () や、パーティショニングの節で作成された追加のパーティションのためのマウントポイントを持たないかもしれません:

root #mkdir --parents

EFI インストールの場合、ESP はルートパーティションの場所の下にマウントすべきです:

root #mkdir --parents

以前の手順で作成した追加の (カスタムの) パーティションがあれば、mkdir コマンドを使用して、追加で必要なマウントポイントの作成を続けてください。

マウントポイントが作成できたら、mount コマンドで、パーティションにアクセスできるようにしましょう。

ルートパーティションをマウントしてください:

root #mount

必要に応じて、mount コマンドを使用して、追加の (カスタムの) パーティションのマウントを続けてください。

Note
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 /tmp

/var/tmpについても同様です。

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 stage ファイルを展開する必要があります。

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