這篇談的是在Linux電腦裝上新硬碟，大概需要做哪些事，算是玩Raspberry Pi的心得筆記。於是我又把塵封的指令書拿來翻，將用到指令 lsblk、fdisk、gdisk、mkfs.ext4。這篇文就是我沉迷Raspberry Pi才催生，所有示範都在Raspberry Pi。希望各位能跟迷你企鵝相處愉快~‵(*∩_∩*)′
首先，將（外接）硬碟接上...
注意：Raspberry Pi 連接USB外接硬碟要有外接電源，不可以依賴Raspberry Pi USB上的電源。
Raspbian 或其他Linux 電腦裝上未分割硬碟大概會分以下5個流程：
這篇文的目錄：
1. Linux 磁碟分割概念
1-1. MBR和GPT分割表
1-2. 介紹lsblk指令
2. fidsk指令
2-1. fdisk查詢用途
2-2. 創建分割區
3.gdisk的用法
4. mkfs.ext4指令（格式化）
附錄：4K對齊問題（講古）
1. Linux 磁碟分割概念
如果你之前用過 Windows，一定有C槽、D槽...等觀念。但Linux下觀念不同，「根」目錄（就是符號「/」）是起點，像樹幹上長樹枝一樣，所有目錄都得從根開始掛載，儲存裝置也不例外。
若我在Raspberry Pi的USB插上一顆硬碟，該裝置會有目錄/dev/sda，再插第二個硬碟/dev/sdb，以此類推。第一顆硬碟的第一個分割區（類似Windows「槽」的觀念），目錄定為/dev/sda1；第二個分割區/dev/sda2…等，看看下面那張圖，比較容易理解。當然，如果沒有分割區的空白磁碟不會出現。
▼ Linux 檔案目錄與裝置、分割區示意圖
1-1. MBR和GPT分割表
MBR（Master Boot Record）分割表
MBR分割表可切成4個主分割區（primary partition）, 裝置名稱末碼由1~4，可用來開機或放資料。如果還需更多分割區，可以將一個主分割區改成延伸分割區（extended partition），把延伸分割區想成空盒子，也占用主分割區的一個號碼。然後將可以切成很多（我也不記得上限）個邏輯分割區（logical partition），邏輯分割區從5開始跳， 5、6、7 ... 開始數起，邏輯分區只能放資料，不能開機。要注意一點，只能定址到2TiB，之後的容量無法使用，也就是說你買3TB以上的硬碟，就必須改用GPT分割表。
GPT（GUID Partition Table, GPT）分割表
改用GPT分割表，會建立分割表副本來防止損壞，能建128個主分割區，定址能力達到 8 ZiB，如果想看更多規格經，詳見：GUID磁碟分割表。當然，GPT在未來鐵定是主流。
而我們下面一張要題的fdisk只支援MBR分割表，就是只支援到2TiB；3TB以上的硬碟，就得出動gdisk來處理，你可以先跳下一章《3. gdisk工具》，也不用太擔心，gdisk用法和fidsk差不多。
寫這麼多，我在使用方法上只有個小結論：3TB以下用MBR分割表，工具用fidsk；3TB以上用GPT分割表，工具用gdisk。
1-2. 介紹lsblk指令
順到介紹一個指令lsblk， list block device，列出所有儲存裝置，以樹狀圖顯示。我的Raspberry Pi上面有一張8 GB micro SD ×1、320GB外接硬碟（切成2個分割區）、32GB隨身碟。
$ lsblk
#列出所有儲存裝置
▼結果展示如下
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda 8:0 0 298.1G 0 disk
├─sda1 8:1 0 150G 0 part /media/data1
└─sda2 8:2 0 148.1G 0 part /media/data2
sdb 8:16 1 29.9G 0 disk
└─sdb1 8:17 1 29.9G 0 part /media/
mmcblk0 179:0 0 7.4G 0 disk
├─mmcblk0p1 179:1 0 56M 0 part /boot
└─mmcblk0p2 179:2 0 7.4G 0 part
▲大概說明：
MAJ:MIN：核心裝置代碼，主裝置：次裝置。
RM：是否為可卸除裝置
RO：是否唯讀
TYPE：是儲存裝置顯示disk，分割區顯示part
MOUNTPOINT：掛載路徑
也可以只列單一裝置，把sda換成你的裝置名稱，接下來我們會常常用到喔！
$ lsblk /dev/sda
#只列出sda裝置的訊息
#其他資訊：如果碰到早期的IDE硬碟，命名方法可能是hda、hdb、hdc…以此類推；SATA 和 SCSI 硬碟，都還是和本文一樣 sda、sdb、sdc...等。
如果你的硬碟數量多，碰到多顆同一容量，有混淆的問題，或需要專業化的管理，要使用UUID全域單一識別碼 (universally unique identifier)要參考 blkid指令，可以參考鳥哥的：第七章、Linux 磁碟與檔案系統管理。
2. fdisk工具
fdisk用來搞定MBR分割表；或查詢分割區大小、容量、磁區（Sector）...等。
你想查fdisk詳細用法，可以加上用-h參數
$ sudo fdisk –h
2-1. fdisk查詢用途
$ sudo fdisk –l
#不指定路徑，將所有儲存裝置參數和分割區列出
$ sudo fdisk –l /dev/sda
#將該裝置的分割區和參數
個人感覺下面-s的用法沒那麼重要，我覺得看看就算了~
$ sudo fdisk –s /dev/sda
#查詢硬碟容量，說明文件談到數字代表邏輯區塊( Block )，實際上的意義是KiB
$ sudo fdisk –s /dev/sda2
#這用法跟上面差不多，但指定分割區
大多只用$ sudo fidisk –l，當然是儲存裝置並不多，雖然參數-s可以查詢硬碟容量，但會被參數-l大幅取代。
2-2. 創建分割區
如果硬碟裡面有要的資料，請記得備份，變更分割區會造成資料遺失！
*如過之前有用Windosws規劃過分割表，請先跳到下面< fdisk示範四>，將分割區刪除，變成空白磁區，以便接下來的練習。
我找了一顆標示320GB的硬碟示範，實際可用容量大概 298.1GB。如下圖▼，磁碟分割把它假想成從Star Sector到End Sector那條線要分成幾段。
fdisk示範一：將整顆硬碟劃成一個分區，如下圖▼
$ sudo fdisk /dev/sda
如果你了解更多參數細節，可以按下m，如果只想試著操作或操作失誤，可以按下q不變更離開。
按n創建新的分區，接下來敲四下Enter鍵，確認以下四個項目維持預設值，多按了也不用擔心。最後輸入w寫入並離開。
fdisk示範二：規劃2個主分割區，如下圖▼
Partition type:
p primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
e extended
Select (default p): p #Enter=預設 建立第一個主要分割區
Partition number (1-4, default 1): 1 #Enter=預設 設定分割區的編號為1
First sector (2048-625140334, default 2048): #Enter=預設 起始磁區2048
Using default value 2048
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (2048-625140334, default 625140334): +100G #要求100GiB空間
Command (m for help): n #創建一個分割區
Partition type:
p primary (1 primary, 0 extended, 3 free)
e extended
Select (default p): p #Enter=預設 建立第二個主要分割區
Partition number (1-4, default 2): 2 #Enter=預設 設定分割區的編號為2
First sector (209717248-625140334, default 209717248): #Enter=預設 接續用第一分割區後的磁區
Using default value 209717248
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (209717248-625140334, default 625140334): #Enter=預設 到最後一個磁區結束，就是使用完整容量
Using default value 625140334
Command (m for help): w #寫入
The partition table has been altered!
Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.
驗證：
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda 8:0 0 298.1G 0 disk
├─sda1 8:1 0 100G 0 part
└─sda2 8:2 0 198.1G 0 part
fdisk示範三：規劃1個主分割區2個邏輯分割區，如下圖▼
#不過各位知道我愛摸魚，如果要切100、99、99 GiB，我會切出三個都是主分割區，這題當然是為了讓各位了解特別設計的。
Command (m for help): n
Partition type:
p primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
e extended
Select (default p): p
Partition number (1-4, default 1): 1
First sector (2048-625140334, default 2048):
Using default value 2048
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (2048-625140334, default 625140334): +100G
#前面的部分我就不註解了
Command (m for help): n
Partition type:
p primary (1 primary, 0 extended, 3 free)
e extended
Select (default p): e #先建立延伸分割區
Partition number (1-4, default 2): 2
First sector (209717248-625140334, default 209717248): #Enter=預設 要求延伸分割區的起始磁區，也是接續第一分割區
Using default value 209717248
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (209717248-625140334, default 625140334): #Enter=預設 到硬碟最後一個磁區
Using default value 625140334
Command (m for help): n
Partition type:
p primary (1 primary, 1 extended, 2 free)
l logical (numbered from 5)
Select (default p): l #輸入l 建立第一個邏輯分割區
Adding logical partition 5
First sector (209719296-625140334, default 209719296):
Using default value 209719296
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (209719296-625140334, default 625140334): +99G #要求99GiB的容量
Command (m for help): n
Partition type:
p primary (1 primary, 1 extended, 2 free)
l logical (numbered from 5)
Select (default p):l #輸入l 建立第二個邏輯分割區
Adding logical partition 6
First sector (417339392-625140334, default 417339392):
Using default value 417339392 #
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (417339392-625140334, default 625140334):
Using default value 625140334
Command (m for help): w
The partition table has been altered!
Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.
驗證：
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda 8:0 0 298.1G 0 disk
├─sda1 8:1 0 100G 0 part
├─sda2 8:2 0 1K 0 part
├─sda5 8:5 0 99G 0 part
└─sda6 8:6 0 99.1G 0 part
fdisk示範四：打掉所有的分割區
Command (m for help): d #刪除延伸分割區
Partition number (1-6): 2
Command (m for help): d #刪除主要分割區
Selected partition 1
Command (m for help): w
The partition table has been altered!
Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda 8:0 0 298.1G 0 disk
3. gdisk工具
這套工具就是為了GPT分割表的，Raspberry Pi沒有內建，必須另外安裝。操作方式和fdisk差不多。
$ sudo apt-get install gdisk
#安裝gdisk
gdisk示範一：規劃2個主分割區，100GiB和198GiB，硬碟總容量298GiB
GPT fdisk (gdisk) version 0.8.5
Partition table scan:
MBR: MBR only
BSD: not present
APM: not present
GPT: not present
***************************************************************
Found invalid GPT and valid MBR; converting MBR to GPT format.
THIS OPERATION IS POTENTIALLY DESTRUCTIVE! Exit by typing 'q' if
you don't want to convert your MBR partitions to GPT format!
***************************************************************
Command (? for help): n #創建第一個分區
Partition number (1-128, default 1): #Enter 預設1
First sector (34-625140301, default = 2048) or {+-}size{KMGTP}: #Enter 預設2048
Last sector (2048-625140301, default = 625140301) or {+-}size{KMGTP}: +100G #要求100GiB的空間
Current type is 'Linux filesystem'
Hex code or GUID (L to show codes, Enter = 8300):
Changed type of partition to 'Linux filesystem'
Command (? for help): n #創建第二個分區
Partition number (2-128, default 2): #Enter 預設2
First sector (34-625140301, default = 209717248) or {+-}size{KMGTP}: #Enter 預設接續之前的分區
Last sector (209717248-625140301, default = 625140301) or {+-}size{KMGTP}: #Enter 預設到結束磁區
Current type is 'Linux filesystem'
Hex code or GUID (L to show codes, Enter = 8300):
Changed type of partition to 'Linux filesystem'
Command (? for help): w #寫入
Final checks complete. About to write GPT data. THIS WILL OVERWRITE EXISTING
PARTITIONS!! #警告標語
Do you want to proceed? (Y/N): y #再次確認，輸入y執行
OK; writing new GUID partition table (GPT) to /dev/sda.
The operation has completed successfully.
gdisk查詢
GPT fdisk (gdisk) version 0.8.5
Partition table scan:
MBR: protective
BSD: not present
APM: not present
GPT: present
Found valid GPT with protective MBR; using GPT.
Command (? for help): i #輸入i查詢分區
Partition number (1-2): 1 #輸入1分區代碼
Partition GUID code: 0FC63DAF-8483-4772-8E79-3D69D8477DE4 (Linux filesystem)
Partition unique GUID: 30AFE8B9-1F84-4326-BC55-ECBC9E97EA79
First sector: 2048 (at 1024.0 KiB) #分區的起始磁區
Last sector: 209717247 (at 100.0 GiB) #分區的結束磁區(在100GiB位置)
Partition size: 209715200 sectors (100.0 GiB)
Attribute flags: 0000000000000000
Partition name: 'Linux filesystem'
Command (? for help): i
Partition number (1-2): 2
Partition GUID code: 0FC63DAF-8483-4772-8E79-3D69D8477DE4 (Linux filesystem)
Partition unique GUID: A4ACCF3E-0F98-4B90-942D-37E69B11E494
First sector: 209717248 (at 100.0 GiB) #分區的起始磁區(從100GiB的位置)
Last sector: 625140301 (at 298.1 GiB) #分區的結束磁區(在298GiB的位置)
Partition size: 415423054 sectors (198.1 GiB) #分區容量
Attribute flags: 0000000000000000
Partition name: 'Linux filesystem'
Command (? for help): q #結束
4. mkfs.ext4指令（格式化）
mkfs是建置檔案系統 (make filesystem)的縮寫，就是俗稱的格式化，後面接ext4是代表要使用的格式。
$ sudo mkfs.ext4 -L Data /dev/sda1
mkfs.ext4 [-b size] [-L label] 分割區目錄
參數說明：
-L：後面接這個裝置的目錄名稱。
-b：設定區塊 block 單位是byte，是檔案系統內容最小的單位，可以用1024、2048、4096，如果不使用該參數，代表預設是4096至於這參數，
如果設定數值大：降低讀寫的頻率，加快大檔讀寫。缺點：浪費較多空間。如果設定較小，優缺點都會反過來。做個比喻，如果有個檔案佔1KiB，放入區塊4KiB的分割區內，就是占用4KiB，造成3KiB的空間浪費。不過，我通常還是維持預設，除非有該分區預計要存入大量小檔案。若之後要重設，就得重新格式化。
如果您有進階需求，比如說：要格式化成ext3、ext2、xfs...等，或是有志之士想研究Inode數目、大小...等設定，請參考：
格式化存儲裝置成為 Ext2/Ext3/Ext4 檔案系統
鳥哥的 Linux 私房菜：第七章、Linux 磁碟與檔案系統管理
在U盘上安装 Arch Linux (2013-07)
附錄 4K對齊的問題（講古）
傳統硬碟採的磁區（Sector）是512 Byte，這是該裝置最小的儲存單位，但2010年之後先進格式化( Advanced Format）的硬碟和固態硬碟（Solid State Disk、Solid State Drive, SSD）採用4KiB磁區。因傳統硬碟分割邏輯，設定第63個磁軌（track）或稱磁柱（cylinder）開始，而4K設備的起始磁區需被8整除<5>（512 Byte × 8 = 4KiB），63不是8的倍數，如果舊的作業系統（例：Windows XP）例如或磁碟分割工具認不得4K的設備，舊的邏輯套用在4KiB磁區的設備上，會造成檔案系統（file system）的叢集（cluster）跨區，聽不懂可以參考：SSD 新手使用須知：4K 對齊調教實戰，提昇 SSD 效能。於是有了轟轟烈烈的「4K對齊」問題，將導致硬碟或SSD效能較差。
後來查完資料[4]，發現對4K對齊的擔憂沒有意義，因為新版本的分割工具fdisk、gdisk已經放棄用磁軌的定義，自動將所有分區對到2048、1024 KiB磁區，使用上不必再去條一堆參數，保持預設就不會有4K對齊的問題。
如果你用$ sudo fdisk -h去查更多參數的用法，你能找到fdisk的3個參數如下：
-C <number> specify the number of cylinders（磁柱）-H <number> specify the number of heads（磁頭）
-S <number> specify the number of sectors （磁區） per track（磁軌）
很多年前，那個SSD剛出的年代，高手Jeffrey B. Layton 靠條-H和-S，達到分割區的4K對齊，詳細請看：Aligning SSD Partitions。不過，這已經是過去式，如今不需要再用這些參數了
如何驗證4K對齊[10, 11, 12, 13]
只要注意起始磁區可以被8整除即可。首先看你用MBR或GPT，決定你用fdisk或gdisk執行查詢，拿起計算機將First sector的數值除以8，可以整除代表4K對齊完成。如果你忘了怎麼查詢，馬上Ctrl+F搜尋本文：「fdisk查詢」或「gdisk查詢」，多多練習喔！
▼以gdisk為例
呼！為了心中的4K疑惑，爬了N篇文，整理成寫長篇大論，希望能做更清楚的描述，暫時告一段落，真的設定適一下就完成了。不過別忘記，Linux下還有掛載點（Raspbain會自動掛載到 /Media 目錄下）和給權限兩個重點要注意，可以回到本文的開頭目錄看看，沒給權限還是不能用，但算是相對簡單滴，當然你可以去看神人鳥哥，去天龍書局買本好書，大多Linux入門書都會講解，不然先問google大神呦~
參考資料
- Globally unique identifier, Wikipedia
- GUID磁碟分割表, Wikipedia
- 鳥哥的 Linux 私房菜：第七章、Linux 磁碟與檔案系統管理
- Advanced Format, Wikipedia
- 人生第一顆固態硬碟－Intel 530 240GB SATA3
- File system, Wikipedia
- SSD 新手使用須知：4K 對齊調教實戰，提昇 SSD 效能
- Difference between revisions of "Fdisk"
- Aligning SSD Partitions
- MAKE SURE 4K ALIGNMENT ON SSD(英文)
- Ubuntu 固态硬盘 4K 对齐及启用 Trim(中文)
- Linux下检查硬盘是否4K对齐
- 在U盘上安装 Arch Linux (2013-07)(4K問題和格式化)
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