Linux 分区更改 fdisk、格式化 mkfs、检查 fsck、挂载 mount

Linux 系统下与磁盘分区相关的有 fdisk、fsck、mkfs、mount 等这些命令：

fdisk 是用来操作磁盘分区表相关的更改，比如更改分区表格式，创建分区表，新建/删除分区等
mkfs 则是在创建分区之后负责将分区格式化的工具
mount 则是将分区挂载到 Linux 的文件树中（与之对应的卸载是 umount）

我以向 Linux 系统添加了一块全新的磁盘以拓展存储空间为例。各种命令的详细使用方法使用 man 查看，此处不再翻译。

fdisk

使用 fdisk 命令对硬盘进行分区，创建分区表和分区。可以创建主分区、扩展分区和逻辑分区等。

分区完成后，每个分区都会被赋予一个设备节点（例如：/dev/sda1，/dev/sdb2 等）。

接下来，需要使用 mkfs 命令对每个分区进行格式化，例如 mkfs.ext4、mkfs.xfs 等。

最后，将格式化后的分区挂载到指定的挂载点（目录）上，使其可以被访问和使用。

在添加磁盘之前，先执行 fdisk -l 列出系统中的物理磁盘，记录下来，方便与添加磁盘之后做对比，找到新添加的磁盘设备号。

root@linux:~$ fdisk -l
Disk /dev/sda: 20 GiB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors
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: dos
Disk identifier: 0x25241c74
Device     Boot    Start      End  Sectors Size Id Type
/dev/sda1  *        2048 25165823 25163776  12G 83 Linux
/dev/sda2       25167870 41940991 16773122   8G  5 Extended
/dev/sda5       25167872 41940991 16773120   8G 82 Linux swap / Solaris

可以看到，目前系统只安装了一块硬盘 sda，有三个分区，现在可以关机加硬盘了。加完硬盘后开机再执行 fdisk -l

root@linux:~$ fdisk -l
Disk /dev/sda: 20 GiB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors
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: dos
Disk identifier: 0x25241c74
Device     Boot    Start      End  Sectors Size Id Type
/dev/sda1  *        2048 25165823 25163776  12G 83 Linux
/dev/sda2       25167870 41940991 16773122   8G  5 Extended
/dev/sda5       25167872 41940991 16773120   8G 82 Linux swap / Solaris

Disk /dev/sdb: 10 GiB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes

可以看到，新添加的硬盘的设备号为 sdb，没有分区表，没有分区。接下来就用 fdisk /dev/sdb 来创建分区表和分区。

root@linux:~$ fdisk /dev/sdb
Welcome to fdisk (util-linux 2.27.1).
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
Be careful before using the write command.
Device does not contain a recognized partition table.
Created a new DOS disklabel with disk identifier 0x95942ae2.
Command (m for help):

不知道怎么操作的此时可以按 m 调出帮助界面

Command (m for help): m
Help:
  DOS (MBR)
   a   toggle a bootable flag
   b   edit nested BSD disklabel
   c   toggle the dos compatibility flag
  Generic
   d   delete a partition
   F   list free unpartitioned space
   l   list known partition types
   n   add a new partition
   p   print the partition table
   t   change a partition type
   v   verify the partition table
   i   print information about a partition
  Misc
   m   print this menu
   u   change display/entry units
   x   extra functionality (experts only)
  Script
   I   load disk layout from sfdisk script file
   O   dump disk layout to sfdisk script file
  Save & Exit
   w   write table to disk and exit
   q   quit without saving changes
  Create a new label
   g   create a new empty GPT partition table
   G   create a new empty SGI (IRIX) partition table
   o   create a new empty DOS partition table
   s   create a new empty Sun partition table

先创建一个 GPT 分区表，按 g

1 2	Command (m for help): g Created a new GPT disklabel (GUID: F4A12897-62F7-4ABA-9BC3-88BF53550DE3).

分区表创建后创建分区，按 n 回车，Partition number、First sector、Last sector 参数不清楚的可以直接回车使用默认参数。

指定起始扇区：按回车使用默认值，通常是第一个可用扇区。
指定结束扇区或分区大小，你可以手动指定结束扇区，也可以通过输入大小来自动计算结束扇区。例如：
- 输入 +50G 创建一个 50 GiB 的分区。
- 输入 +200G 创建一个 200 GiB 的分区。

Command (m for help): n
Partition number (1-128, default 1):
First sector (2048-20971486, default 2048):
Last sector, +sectors or +size{K,M,G,T,P} (2048-20971486, default 20971486):
Created a new partition 1 of type 'Linux filesystem' and of size 10 GiB.

此时已经在这块新加的 10GB 的硬盘中创建了一个 10GB 的分区。

最后按 w 将更改信息写入硬盘。

Command (m for help): w
The partition table has been altered.
Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.

mkfs

常见的 File System

ext2
ext3
ext4
btrfs
xfs

虽然说文件系统的种类很多，但大部分 linux 下文件系统都有着类似的结构，包括超级块、inode、数据块、目录块等。

超级块包括了文件系统的总体信息，是文件系统的核心，所以磁盘中会有多个超级块，即使某一些超级块坏了，文件系统依然可用。
inode 存储着所有与文件有关的数据，比如文件的权限等，并不包括文件内容和文件名。
数据块是真实存储数据的，一个数据块默认的大小为 4KB。
目录块包括文件内容和文件名，以及 inode 的信息。

注意：如果设备上没有分区，或者设备分区上没有文件系统，也会导致挂载失败。你可以检查设备是否已经被格式化或有文件系统。

$ sudo blkid /dev/nvme0n1
# 为空表示没有文件系统/还没被格式化过

$ sudo mkfs.ext4 /dev/nvme0n1
mke2fs 1.45.5 (07-Jan-2020)
Discarding device blocks: done                            
Creating filesystem with 122096646 4k blocks and 30531584 inodes
Filesystem UUID: 36df5186-24a0-4dad-9b4e-664a4230b7f1
Superblock backups stored on blocks: 
        32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632, 2654208, 
        4096000, 7962624, 11239424, 20480000, 23887872, 71663616, 78675968, 
        102400000

Allocating group tables: done                            
Writing inode tables: done                            
Creating journal (262144 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

$ sudo blkid /dev/nvme0n1
/dev/nvme0n1: UUID="36df5186-24a0-4dad-9b4e-664a4230b7f1" TYPE="ext4"

$ sudo mount <设备> <挂载点>

# 已经被格式化过
$ sudo blkid /dev/nvme1n1
/dev/nvme1n1: PTUUID="8e912df5-211c-45ea-a422-6a0f83c045c3" PTTYPE="gpt"

接下来 mkfs.ext4 /dev/sdb1 格式化该分区（mkfs 后面跟着 . 与文件系统的格式表明要将目标分区格式化成什么文件系统）

root@linux:~$ mkfs.ext4 /dev/sdb1
mke2fs 1.42.13 (17-May-2015)
Creating filesystem with 2621179 4k blocks and 655360 inodes
Filesystem UUID: 886f1d1a-a3ad-4bdf-89b3-54ee0c9238f2
Superblock backups stored on blocks:
        32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632
Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Creating journal (32768 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

mount

在文件系统中创建一个空目录作为挂载点，并将分区挂载到挂载点

1 2	root@linux:~$ mkdir /mnt/new_mountpoint root@linux:~$ mount -t ext4 /dev/sdb1 /mnt/new_mountpoint/

此时 /mnt/new_mountpoint/ 下面的存储空间就是此次新添加的10GB磁盘的存储空间，可以用 df -h 查看

root@linux:~$ df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
udev            3.9G     0  3.9G   0% /dev
tmpfs           799M  9.1M  790M   2% /run
/dev/sda1        12G  4.5G  6.7G  40% /
tmpfs           3.9G  188K  3.9G   1% /dev/shm
tmpfs           5.0M  4.0K  5.0M   1% /run/lock
tmpfs           3.9G     0  3.9G   0% /sys/fs/cgroup
tmpfs           799M   24K  799M   1% /run/user/108
tmpfs           799M     0  799M   0% /run/user/1000
/dev/sdb1       9.8G   23M  9.2G   1% /mnt/new_mountpoint

在使用 mount 命令时，设备（source）和挂载点（target）的顺序很重要。设备应该在前面，挂载点在后面。具体的语法格式如下：

1	$ mount [选项] <设备> <挂载点>

具体说明

设备：指的是你要挂载的块设备或文件系统的路径，比如 /dev/sda1 或 /dev/nvme0n1p1。
挂载点：指的是挂载该设备的目录路径，比如 /mnt/nvme0n1。

示例

挂载设备：假设你有一个设备 /dev/sda1，你想挂载到 /mnt/data 目录下，使用如下命令：
1
sudo mount /dev/sda1 /mnt/data
挂载文件系统类型：如果你想指定文件系统类型（例如 ext4），可以使用 -t 选项：
1
sudo mount -t ext4 /dev/sda1 /mnt/data
卸载设备：卸载挂载的设备使用 umount 命令：
1
sudo umount /mnt/data

常用选项

-t <type>：指定文件系统类型，如 ext4、xfs 等。
-o <options>：指定挂载选项，如 ro（只读）、rw（读写）、noatime（不更新访问时间）等。

总结

fdisk 分区挂载更加灵活，可以将磁盘划分为多个分区，每个分区可以有不同的文件系统类型，分区完后仍然需要对每个分区 mkfs 格式化文件系统，或者也可以直接 mkfs 选择对整个磁盘格式化，但整个磁盘将只能使用一个文件系统类型，无法将磁盘分割为多个独立的区域。

常用命令 lsblk、df、du

wyk 09:20:49 ~
$ lsblk
NAME        MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINTS
loop0         7:0    0  79.9M  1 loop /snap/lxd/22923
loop1         7:1    0    62M  1 loop /snap/core20/1587
loop3         7:3    0  38.8M  1 loop /snap/snapd/21759
loop4         7:4    0  63.9M  1 loop /snap/core20/2318
loop5         7:5    0    87M  1 loop /snap/lxd/28373
sda           8:0    0 447.1G  0 disk 
├─sda1        8:1    0     1G  0 part 
└─sda2        8:2    0 446.1G  0 part /old8003-2
sdb           8:16   0   1.8T  0 disk /home/cyf/hdd
nvme4n1     259:0    0 894.3G  0 disk /home/lzh/ssd
nvme3n1     259:1    0 894.3G  0 disk /home/wyk/ssd
nvme2n1     259:2    0 894.3G  0 disk 
├─nvme2n1p1 259:3    0     1G  0 part /boot/efi
└─nvme2n1p2 259:4    0 893.2G  0 part /
nvme0n1     259:5    0 894.3G  0 disk /home/cyf/ssd0
nvme1n1     259:6    0 894.3G  0 disk /home/cyf/ssd1

wyk 09:21:02 ~
$ df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
tmpfs            13G  3.3M   13G   1% /run
/dev/nvme2n1p2  879G  308G  527G  37% /
tmpfs            63G     0   63G   0% /dev/shm
tmpfs           5.0M     0  5.0M   0% /run/lock
/dev/nvme2n1p1  1.1G  6.1M  1.1G   1% /boot/efi
/dev/sda2       439G  336G   81G  81% /old8003-2
/dev/nvme3n1    880G   28K  835G   1% /home/wyk/ssd

wyk 09:17:50 ~
$ sudo du -h --max-depth=1 /old8003-2/home/
30G     /old8003-2/home/ymx
6.4G    /old8003-2/home/cjh
72G     /old8003-2/home/cyf
15G     /old8003-2/home/zzh
2.1G    /old8003-2/home/jyc
525M    /old8003-2/home/astl
2.7G    /old8003-2/home/lcc
1.1G    /old8003-2/home/whs
1.6G    /old8003-2/home/olh
6.4G    /old8003-2/home/wyk
95G     /old8003-2/home/lzh
8.0G    /old8003-2/home/zyu
239G    /old8003-2/home

wyk 09:24:37 ~
$ lsblk -d -o name,rota
NAME    ROTA
loop0      0
loop1      0
loop3      0
loop4      0
loop5      0
sda        0
sdb        1
nvme4n1    0
nvme3n1    0
nvme2n1    0
nvme0n1    0
nvme1n1    0
wyk 09:24:44 ~

lsblk -d -o name,rota 对于其返回值，看 ROTA 值来判断：

若 ROTA=1，则意味该硬盘旋转，则其为机械硬盘；

若 ROTA=0，则意味着该盘为固态硬盘；

对于上述打印结果，sdb 为固态硬盘，sda 为机械硬盘。

执行 sudo umount /old8003-1 不会擦除 SSD 上的数据。

umount 命令只是卸载文件系统，意味着它将断开挂载点和设备的关联，让该挂载点不再可访问。数据仍然保留在 SSD 上的分区中，没有被删除。

简单来说：

umount: 只断开文件系统，不会对数据产生任何影响。
数据还在磁盘上，只是暂时不可通过该挂载点访问。

要删除数据，通常需要格式化磁盘或者手动删除文件。

某个 ssd/hdd 还挂载在某个目录下，如果要清除上面的数据并挂载到自己指定目录下要怎么做（全流程）

这将显示所有在 /old8003-1 目录下活动的文件和进程。如果有进程正在使用该目录，可以终止它们或手动关闭它们：sudo lsof /old8003-1
格式化前先取消磁盘的挂载 sudo umount /old8003-1
可以选择 sudo fdisk /dev/nvme3n1 对磁盘进行分区，也可以不分区，直接把整个磁盘格式化（就没有 nvme3n1p1、nvme3n1p2 这类分区了）
指定分区的格式化文件系统类型 sudo mkfs.ext4 /dev/nvme3n1
最后挂载上去即可 sudo mount ~/ssd /dev/nvme3n1

本文由 Yikun Wu 原创，采用 CC BY-NC-SA 4.0 许可协议，转载请注明出处。