Просмотр кода страницы Seagate 7200.14 3Tb HDD под Gentoo с секторами 4k

Подошёл как-то момент, что мне стало не хватать установленных жёстких дисков в компьютере. Количество информации увеличивалось и я подумал о приобретении нового hdd. Выбор пал на новинку в то время - ''Seagate Barracuda 3000Gb ST3000DM001 7200.14''. Ещё до покупки я понял, что при его установке придётся повозиться с его форматированием, так что описанные ниже действия не стали для меня неожиданностью.

==Предварительная установка ПО==
Т. к. на этом диске планировалось хранение данных, то разбиение на разделы не предусматривалось, всё что требовалось это настройка 3Tb диска с Advanced Format Technology под Gentoo c 1 разделом, отформатированным под XFS.

Сперва посмотрим, что у нас отобразилось в dmesg:

{{root|<nowiki>dmesg | egrep 'ata5|sd 4|sdd'</nowiki>}}
<syntaxhighlight lang="bash" line start="1" line="GESHI_FANCY_LINE_NUMBERS" enclose="div">
ata5: SATA max UDMA/133 abar m2048@0xbfffe800 port 0xbfffeb00 irq 19
sd 3:0:0:0: [sdd] 5860533168 512-byte logical blocks: (3.00 TB/2.72 TiB)
sd 3:0:0:0: [sdd] 4096-byte physical blocks
sd 3:0:0:0: [sdd] Write Protect is off
sd 3:0:0:0: [sdd] Mode Sense: 00 3a 00 00
.....
</syntaxhighlight>

Не смотря на то, что физические сектора на диске имеют размер по 4096 байт, логические сектора отображены как 512 байт.

Далее необходимо проверить, всё ли верно сконфигурированно в ядре (далее приведу образец не совсем своего конфига, но сделать можно по аналогии):

{{Kernel| 2.6.38 kernel config|<pre>
Enable the block layer (BLOCK)  ---> 
		[*] Support for large (2TB+) block devices and files (LBDAF) 
File systems  ---> 
		[*] The Extended 4 (ext4) filesystem 
		Partition Types  ---> 
			[*] Advanced Partition Selection (PARTITION_ADVANCED)  ---> 
				[*] EFI GUID Partition Support (EFI_PARTITION)
</pre>}}


{{note|LBDAF опция будет лишь в 32-х битных системах. У меня её не было, т. к. система 64 битная. Так же я не включал драйверы ext4, т. к. использую XFS.}}

Для верной разметки диска нам понадобится создать на нём ''GUID Partition Table (GPT)'', т. к. диск наш объёмом в 3Тб. Для этого ставим программу '''GPT fdisk'''

{{root|emerge sys-apps/gptfdisk}}

{{note|Я буду использовать самую новыую на тот момент времени версию программы - 0.6.13}}

Далее ради интереса решил проверить, что выдаст старый добрый '''fdisk''':

<syntaxhighlight lang="bash" line start="1" line="GESHI_FANCY_LINE_NUMBERS" enclose="div">
Disk /dev/sdd: 3000.6 GB, 3000592982016 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 364801 cylinders, total 5860533168 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes
I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 4096 bytes
Disk identifier: 0x00000000

Disk /dev/sdd doesn't contain a valid partition table
</syntaxhighlight>

==Разметка диска 3Tb advanced format 4k sectors==

Запускаем gdisk

{{root|gdisk /dev/sdd}}

Далее я помещу целиком весь лог работы с программой, а ниже дам комментарии по командам:

<syntaxhighlight lang="dos" line start="1" line="GESHI_FANCY_LINE_NUMBERS" enclose="div">
router_a alex # gdisk /dev/sdd
GPT fdisk (gdisk) version 0.6.13

Partition table scan:
  MBR: not present
  BSD: not present
  APM: not present
  GPT: not present

Creating new GPT entries.

Command (? for help): ?
b       back up GPT data to a file
c       change a partition's name
d       delete a partition
i       show detailed information on a partition
l       list known partition types
n       add a new partition
o       create a new empty GUID partition table (GPT)
p       print the partition table
q       quit without saving changes
r       recovery and transformation options (experts only)
s       sort partitions
t       change a partition's type code
v       verify disk
w       write table to disk and exit
x       extra functionality (experts only)
?       print this menu

Command (? for help): x
Expert command (? for help): ?
a       set attributes
c       change partition GUID
d       display the sector alignment value
e       relocate backup data structures to the end of the disk
g       change disk GUID
h       recompute CHS values in protective/hybrid MBR
i       show detailed information on a partition
l       set the sector alignment value
m       return to main menu
n       create a new protective MBR
o       print protective MBR data
p       print the partition table
q       quit without saving changes
r       recovery and transformation options (experts only)
s       resize partition table
t       transpose two partition table entries
u       Replicate partition table on new device
v       verify disk
w       write table to disk and exit
z       zap (destroy) GPT data structures and exit
?       print this menu

Expert command (? for help): d
Partitions will begin on 2048-sector boundaries.

Expert command (? for help): l 8
Enter the sector alignment value (1-65536, default = 2048): 8

Expert command (? for help): d
Partitions will begin on 8-sector boundaries.

Expert command (? for help): m

Command (? for help): n
Partition number (1-128, default 1):
First sector (34-5860533134, default = 34) or {+-}size{KMGTP}:
Information: Moved requested sector from 34 to 40 in
order to align on 8-sector boundaries.
Use 'l' on the experts' menu to adjust alignment
Last sector (40-5860533134, default = 5860533134) or {+-}size{KMGTP}: 5860533127
Current type is 'Linux/Windows data'
Hex code or GUID (L to show codes, Enter = 0700):
Changed type of partition to 'Linux/Windows data'

Command (? for help): i
Using 1
Partition GUID code: EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7 (Linux/Windows data)
Partition unique GUID: 14D31C05-5E8F-4120-AE5C-5EE2DB6DFC4C
First sector: 40 (at 20.0 KiB)
Last sector: 5860533127 (at 2.7 TiB)
Partition size: 5860533088 sectors (2.7 TiB)
Attribute flags: 0000000000000000
Partition name: Linux/Windows data

Command (? for help): c
Using 1
Enter name: FILMS

Command (? for help): p
Disk /dev/sdd: 5860533168 sectors, 2.7 TiB
Logical sector size: 512 bytes
Disk identifier (GUID): 5556F0B6-6FEF-458A-917C-2023E9AEE0A6
Partition table holds up to 128 entries
First usable sector is 34, last usable sector is 5860533134
Partitions will be aligned on 8-sector boundaries
Total free space is 13 sectors (6.5 KiB)

Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name
   1              40      5860533127   2.7 TiB     0700  FILMS

Command (? for help): w

Final checks complete. About to write GPT data. THIS WILL OVERWRITE EXISTING
PARTITIONS!!

Do you want to proceed, possibly destroying your data? (Y/N): y
OK; writing new GUID partition table (GPT).
The operation has completed successfully.
</syntaxhighlight>

Сперва, как видим,  диск неразмечен и никаких таблиц разделов ещё не создано. Нам нужна именно GPT таблица, в отличие, от обычной MBR.

Далее и вывожу список поддерживаемых комманд: {{Codeline|?}} Затем переходи в режим эксперта {{Codeline|x}} и смотрим, какие команды доступны в этом режиме: {{Codeline|?}}. Смотрим как выровнены сейчас сектора: {{Codeline|d}}

[[Image:physical_sectors_alignment.png|380px|right|8 логических секторов по 512 байт составляют 1 физический - 4096 байт]]

Нам нужно, чтобы на 1 сектор физический приходилось 8 секторов совместимиости (логических), т. к. он все по 512 байт, то есть у нас получится <math>512 \times 8 = 4096</math>. Посмотреть более подробно с картинками можно на сайте Paragon (ссылка в конце статьи). Приведу лишь картинку от туда.

Далее устанавливаем выравнивание границ на 8 секторов: {{Codeline|l 8}}. Смотрим как выровнены сейчас сектора: {{Codeline|d}}.
Возвращаемся в главное меню {{Codeline|m}} и создаём таблицу разделов: {{Codeline|n}}. При этом важно правильно задать последний сектор. Первый задаётся автоматически, а второй нужно задать руками. Это должно быть максимально возможное число которое нацело делится на 8 уменьшенное на единицу, т.к. нумерация LBA начинается с нуля. У меня последний сектор имеет номер ''5860533134'', ближайшее меньшее число, которое делится на 8 это будет ''5860533128'', далее уменьшаем его на единицу и получаем, что последний сектор, который ограничит размеры нашего HDD будет ''5860533127''.

Далее выводим информацию о текущем, только что созданном разделе, {{Codeline|i}}. Далее даём имя диску {{Codeline|c}} FILMS. Наконец выводим таблицу разделов {{Codeline|p}}, и записываем все изменения непосредственно на сам HDD и выходим из программы {{Codeline|w}}.

Теперь можно проверить как размечен наш диск с помощью другой утилиты, понимающей GPT - '''GNU Parted'''.

{{root|emerge -v parted}}

Запускаем её {{root|parted /dev/sdd}}

<syntaxhighlight lang="dos" line start="1" line="GESHI_FANCY_LINE_NUMBERS" enclose="div">
router_a alex # parted /dev/sdd
GNU Parted 3.0
Using /dev/sdd
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted) help
help
  align-check TYPE N                        check partition N for TYPE(min|opt)
        alignment
  help [COMMAND]                           print general help, or help on
        COMMAND
  mklabel,mktable LABEL-TYPE               create a new disklabel (partition
        table)
  mkpart PART-TYPE [FS-TYPE] START END     make a partition
  name NUMBER NAME                         name partition NUMBER as NAME
  print [devices|free|list,all|NUMBER]     display the partition table,
        available devices, free space, all found partitions, or a particular
        partition
  quit                                     exit program
  rescue START END                         rescue a lost partition near START
        and END
  rm NUMBER                                delete partition NUMBER
  select DEVICE                            choose the device to edit
  set NUMBER FLAG STATE                    change the FLAG on partition NUMBER
  toggle [NUMBER [FLAG]]                   toggle the state of FLAG on partition
        NUMBER
  unit UNIT                                set the default unit to UNIT
  version                                  display the version number and
        copyright information of GNU Parted
(parted) p
p
Model: ATA ST3000DM001-9YN1 (scsi)
Disk /dev/sdd: 3001GB
Sector size (logical/physical): 512B/4096B
Partition Table: gpt

Number  Start   End     Size    File system  Name   Flags
 1      20.5kB  3001GB  3001GB               FILMS

(parted)
(parted) u s
u s
(parted) p
p
Model: ATA ST3000DM001-9YN1 (scsi)
Disk /dev/sdd: 5860533168s
Sector size (logical/physical): 512B/4096B
Partition Table: gpt

Number  Start  End          Size         File system  Name   Flags
 1      40s    5860533127s  5860533088s               FILMS

(parted)

(parted) align-check minimal 1
align-check minimal 1
1 aligned
(parted) q
q
</syntaxhighlight>

Как обычно запустили вывод справки о программе - {{Codeline|help}}. Далее печатаем информацию о текущей схеме разбиения диска {{Codeline|p}}. Для того, чтобы информацию было удобнее сравнивать с той, что мы получили в '''GTP Fdisk''' - переходим к выводу информации по секторам {{Codeline|u s}} + {{Codeline|p}}.

Т. к. всё чётко, то можно проверить и выравнивание нашего раздела: {{Codeline|align-check minimal 1}} (более подробное описание можно получить из мана, ссылка на который есть в конце статьи). Теперь выходим из программы {{Codeline|q}}.

Ну и под конец, можно посмотреть, что выводит '''fdisk''':

{{root|fdisk -l}}
<syntaxhighlight lang="dos" line start="1" line="GESHI_FANCY_LINE_NUMBERS" enclose="div">
WARNING: GPT (GUID Partition Table) detected on '/dev/sdd'! The util fdisk doesn't support GPT. Use GNU Parted.


Disk /dev/sdd: 3000.6 GB, 3000592982016 bytes
256 heads, 63 sectors/track, 363376 cylinders, total 5860533168 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes
I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 4096 bytes
Disk identifier: 0x00000000

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdd1               1  4294967295  2147483647+  ee  GPT
Partition 1 does not start on physical sector boundary.
</syntaxhighlight>

==Форматирование раздела на диске в XFS с блоками 4kb==
Когда разметка диска выполнена и создан необходимый нам раздел 1 на весь диск, то можно и отформатировать наш hdd. Я предпочём XFS.

{{root|<nowiki>mkfs.xfs -d name=/dev/sdd1 -b size=4k -l internal</nowiki>}}

При этом задаётся размер блока 4 килобайта. Вот вывод команды:
<syntaxhighlight lang="dos" line start="1" line="GESHI_FANCY_LINE_NUMBERS" enclose="div">
router_a alex # mkfs.xfs -d name=/dev/sdd1 -b size=4k -l internal
meta-data=/dev/sdd1              isize=256    agcount=4, agsize=183141659 blks
         =                       sectsz=512   attr=2
data     =                       bsize=4096   blocks=732566636, imaxpct=5
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096
log      =internal log           bsize=4096   blocks=32768, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=0
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
</syntaxhighlight>

==Проверка диска==
В завершение можно ещё раз протестировать наш диск:

{{root|<nowiki>dmesg | egrep 'ata5|sd 4|sdd'</nowiki>}}

<syntaxhighlight lang="dos" line start="1" line="GESHI_FANCY_LINE_NUMBERS" enclose="div">
router_a alex # dmesg | egrep 'ata5|sd 4|sdd'
ata5: SATA max UDMA/133 abar m2048@0xbfffe800 port 0xbfffeb00 irq 19
sd 3:0:0:0: [sdd] 5860533168 512-byte logical blocks: (3.00 TB/2.72 TiB)
sd 3:0:0:0: [sdd] 4096-byte physical blocks
sd 3:0:0:0: [sdd] Write Protect is off
sd 3:0:0:0: [sdd] Mode Sense: 00 3a 00 00
sd 3:0:0:0: [sdd] Write cache: enabled, read cache: enabled, doesn't support DPO                                                                              or FUA
 sdd: unknown partition table
sd 3:0:0:0: [sdd] Attached SCSI disk
......
 sdd: sdd1
XFS (sdd1): correcting sb_features alignment problem
XFS (sdd1): Mounting Filesystem
XFS (sdd1): Ending clean mount
</syntaxhighlight>

Далее попытался протестировать его с помощью bonnie, но так и не разобрался в её работе, и в том, является ли этот тест разрушающим данные.

<syntaxhighlight lang="dos" line start="1" line="GESHI_FANCY_LINE_NUMBERS" enclose="div">
router_a test # bonnie
File './Bonnie.31809', size: 104857600
Writing with putc()...done
Rewriting...done
Writing intelligently...done
Reading with getc()...done
Reading intelligently...done
Seeker 3...Seeker 2...Seeker 1...start 'em...done...done...done...
              -------Sequential Output-------- ---Sequential Input-- --Random--
              -Per Char- --Block--- -Rewrite-- -Per Char- --Block--- --Seeks---
Machine		MB		K/sec	%CPU	K/sec	%CPU	K/sec	%CPU	K/sec	%CPU	K/sec	%CPU 	/sec		%CPU
			100		84773	100.0	1227950	99.5	1324177	99.6	83621	100.0	3979944	97.1	218436.0	169.3
</syntaxhighlight>

После чего проверил банальную скорость чтения

{{root|hdparm -t /dev/sdd}}

<syntaxhighlight lang="dos" line start="1" line="GESHI_FANCY_LINE_NUMBERS" enclose="div">
/dev/sdd:
 Timing buffered disk reads:  406 MB in  3.00 seconds = 135.27 MB/sec
</syntaxhighlight>

на чём и успокоился.


==Ссылки==
Постарался собрать все полезные ссылки, которыми пользовался.
* [http://forums.gentoo.org/viewtopic-t-838522.html 4k] sectors partitioning question
* [http://wdc.custhelp.com/app/answers/detail/a_id/5655 WD] Advanced Format Drive on a non-Windows Operating System
* [http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-4kb-sector-disks/index.html?ca=drs-#gpt_solution Linux] on 4KB-sector disks
* [http://forums.techarena.in/operating-systems/1410628.htm 4K] sector partition in Gentoo
* [http://www.rodsbooks.com/gdisk/gdisk.html GDISK] man page
* [http://www.gnu.org/software/parted/manual/html_node/align_002dcheck.html align] check command
* [http://www.paragon.ru/landing-pages/wp/paragon_alignment_tool.html Paragon] о выравнивании разделов на дисках под 4k


[[Category:Index]]
[[Category:Linux]]