26.6 Dateisystem-Kommandos

Bei den Kommandos zu den Dateisystemen handelt es sich häufig um Kommandos, die nur als Root ausführbar sind. Aus Erfahrung weiß ich, dass man schnell gern mit Root-Rechten spielt, um mit solchen Kommandos zu experimentieren. Hiervor möchte ich Sie aber warnen, sofern Sie nicht genau wissen, was Sie tun. Mit zahlreichen dieser Kommandos verlieren Sie häufig nicht nur ein paar Daten, sondern können z. T. ein ganzes Dateisystem beschädigen – was sich so weit auswirken kann, dass Ihr Betriebssystem nicht mehr startet.

26.6.1 badblocks – überprüft defekte Sektoren

Mit dem Kommando badblocks testen Sie den physischen Zustand eines Datenträgers. Dabei sucht badblocks auf einer Diskette oder Festplatte nach defekten Blöcken.

user$ sudo badblocks -s -o block.log /dev/fd0 1440

Hier wird z. B. bei einer Diskette (1,44 MByte) nach defekten Blöcken gesucht. Das Fortschreiten der Überprüfung wird durch die Option -s simuliert. Mit -o schreiben Sie das Ergebnis defekter Blöcke in die Datei block.log, die wiederum von anderen Programmen verwendet werden kann, damit diese beschädigten Blöcke nicht mehr genutzt werden. Die Syntax sieht somit wie folgt aus:

user$ badblocks [-optionen] Gerätedatei [startblock]

Die »Gerätedatei« ist der Pfad zum entsprechenden Speichermedium (z. B. /dev/hda1 = erste Festplatte). Sie können außerdem auch optional den »startblock« festlegen, von dem aus mit dem Testen begonnen werden soll. Die Ausführung dieses Kommandos bleibt selbstverständlich dem Superuser vorbehalten.

26.6.2 cfdisk – Partitionieren von Festplatten

Mit cfdisk teilen Sie eine formatierte Festplatte in verschiedene Partitionen ein. Natürlich kann man auch eine bestehende Partition löschen oder eine vorhandene verändern (z. B. eine andere Systemkennung vergeben). Man kann mit cfdisk allerdings auch eine »rohe« ganze Festplatte bearbeiten (nicht nur einzelne Partitionen). Die Gerätedatei lautet also /dev/hda für die erste IDE-Festplatte, /dev/hdb für die zweite Festplatte, /dev/sda für die erste SCSI- bzw. S-ATA-Festplatte, /dev/sdb für die zweite SCSI- bzw. S-ATA- Festplatte usw.

Starten Sie cfdisk, so werden alle gefundenen Partitionen mitsamt ihren Größen angezeigt. Mit den Pfeiltasten »nach oben« und »nach unten« können Sie hierbei eine Partition auswählen und mit den Pfeiltasten »nach rechts« bzw. »nach links« ein Kommando. Mit q können Sie cfdisk beenden.

Selbstverständlich ist cfdisk nur als Root ausführbar. Sollten Sie Root-Rechte haben und ohne Vorwissen mit cfdisk herumspielen, ist Ihnen mindestens ein Datenverlust sicher.

Wenn Sie Ihre Festplatte wirklich »zerschneiden« wollen, so sollten Sie vor dem Partitionieren die alte Partitionstabelle sichern. Im Falle eines Missgeschicks können Sie dann noch die alte Partitionstabelle wieder herstellen und auf die Daten zugreifen.

26.6.3 dd – Datenblöcke zwischen Devices kopieren

Mit dd können Sie eine Datei lesen und den Inhalt in einer bestimmten Blockgröße mit verschiedenen Konvertierungen zwischen verschiedenen Speichermedien (Festplatte, Diskette usw.) übertragen. Auf diese Weise lassen sich neben einfachen Dateien auch ganze Festplatten-Partitionen kopieren. Ein komplettes Backup kann mit diesem Kommando realisiert werden. Mit sudo dd if=/dev/hda bs=512 count=1 geben Sie den Boot-Sektor auf dem Bildschirm aus (nur als Root möglich). Wollen Sie jetzt auch noch ein Backup des Boot-Sektors auf einer Diskette sichern, dann gehen Sie folgendermaßen vor: sudo dd if=/dev/hda of=/dev/fd0 bs=512 count=1. Bevor Sie jetzt noch weitere Beispiele zum mächtigen Werkzeug dd sehen werden, müssen Sie sich zunächst mit den Optionen vertraut machen – im Beispiel werden if, of, bs und count verwendet.

Eine spezielle Option steht Ihnen mit conv-Konvertierung zur Verfügung:

Es folgen noch einige interessante Beispiele zu dd:

user$ sudo dd if=/vmlinuz of=/dev/fd0

Damit kopieren Sie den Kernel (hier in »vmlinuz« – bitte anpassen) in den ersten Sektor der Diskette, die als Boot-Diskette verwendet werden kann.

user$ sudo dd if=/dev/hda of=/dev/hdc

Mit diesem Befehl klonen Sie praktisch in einem Schritt die erste Festplatte am MasterIDE-Controller auf die Festplatte am zweiten Master-Anschluss. Somit haben Sie auf /dev/hdc denselben Inhalt wie auf /dev/hda. Natürlich kann die Ausgabedatei auch auf ein anderes Medium geschrieben werden, z. B. auf einen DVD-Brenner, eine Festplatte am USB-Anschluss oder in eine Datei.

Zwar ist dd ein mächtigeres Werkzeug, als es hier vielleicht den Anschein hat, dennoch sollten Sie dd nicht unbedacht aufrufen. Der Datensalat entsteht auch hier schneller als bei anderen Werkzeugen. Daher benötigt man wieder die allmächtigen Root-Rechte. Falls Sie größere Datenmengen mit dd kopieren, können Sie dem Programm von einer anderen Konsole aus mittels kill das Signal SIGUSR1 senden, um dd zu veranlassen, den aktuellen Fortschritt auszugeben.

26.6.4 dd_rescue – fehlertolerantes Kopieren

Falls Sie eine defekte Festplatte – oder eine Partition auf derselben – kopieren wollen, stößt dd schnell an seine Grenzen. Zudem ist beim Retten von Daten eines defekten Speichermediums die Geschwindigkeit wichtig, da das Medium weitere Fehler verursachen kann und somit weitere Dateien beschädigt werden können. Ein Fehlversuch mit dd kann hier also fatale Folgen haben.

An dieser Stelle bietet sich das Werkzeug dd_rescue an, das bei Ubuntu mithilfe des gleichnamigen Pakets nachinstalliert wird. Sie können damit – ähnlich wie mit dd – Dateiblöcke auf Low-Level-Basis auf ein anderes Medium kopieren. Als Zielort ist eine Datei auf einem anderen Speichermedium sinnvoll. Von diesem Abbild der defekten Festplatte können Sie eine Kopie erstellen, um das ursprüngliche Abbild nicht zu verändern. In einem der Abbilder können Sie versuchen, das Dateisystem mittels fsck wieder zu reparieren. Ist dies gelungen, können Sie das Abbild wieder mit dd_rescue auf eine neue Festplatte kopieren. Ein Beispiel:

user$ sudo dd_rescue -v /dev/hda1 \ 
/mnt/rescue/hda1.img

In dem Beispiel wird die Partition /dev/hda1 in die Abbilddatei /mnt/ rescue/hda1.img kopiert.

26.6.5 dumpe2fs – Analyse von ext2/ext3-Systemen

dumpe2fs gibt eine Menge interner Informationen zum Superblock und anderen Blockgruppen zu einem ext2/ext3-Dateisystem aus (vorausgesetzt, dieses Dateisystem wird auch verwendet). Zum Beispiel: sudo dumpe2fs -b /dev/hda6.

Mit der Option -b werden alle Blöcke von /dev/hda6 auf die Konsole ausgegeben, die als »schlecht« (engl. bad) markiert wurden.

26.6.6 e2fsck – ein ext2/ext3-Dateisystem reparieren

e2fsck überprüft ein ext2/ext3-Dateisystem und repariert den Fehler. Damit e2fsck verwendet werden kann, muss fsck.ext2 installiert sein. Das eigentliche Programm e2fsck ist nur ein »Frontend« dieses Programms. Die Befehlssyntax lautet:

user$ sudo e2fsck Gerätedatei

Mit der »Gerätedatei« geben Sie die Partition an, auf der das Dateisystem überprüft werden soll (das selbstverständlich wieder ein ext2/ext3-Dateisystem sein muss). Bei den Dateien, bei denen die Inodes in keinem Verzeichnis notiert sind, werden sie von e2fsck im Verzeichnis lost+found eingetragen und können so repariert werden. e2fsck gibt beim Überprüfen einen Exit-Code zurück, den Sie mit echo $? abfragen können. Folgende wichtigen Exit-Codes und deren Bedeutung können dabei zurückgegeben werden:

Wichtige Optionen, die Sie mit e2fsck angeben können, sind:

fsck fragt meist nach, ob das Kommando wirklich ausgeführt werden soll. Als Antwort genügt der Anfangsbuchstabe »j« oder »y« nicht, sondern Sie müssen »yes« oder »ja« (je nach Fragestellung) eingeben. Anderenfalls bricht fsck an dieser Stelle kommentarlos ab.

26.6.7 fdformat – eine Diskette formatieren

Auch wenn viele Rechner mittlerweile ohne Diskettenlaufwerk ausgeliefert werden, wird das Diskettenlaufwerk immer wieder einmal benötigt (z. B. für eine Rettungsdiskette mit einem Mini-Linux). Mit dem Kommando fdformat formatieren Sie eine Diskette. Das Format wird dabei anhand von im Kernel gespeicherten Parametern erzeugt. Beachten Sie allerdings, dass die Diskette nur mit leeren Blöcken beschrieben wird und nicht mit einem Dateisystem. Zum Erstellen von Dateisystemen stehen Ihnen die Kommandos mkfs, mk2fs oder mkreiserfs zur Verfügung. Die Syntax des Befehls lautet:

fdformat Gerätedatei

26.6.8 fdisk – Partitionieren von Speichermedien

fdisk ist die etwas unkomfortablere Alternative zu cfdisk, um eine Festplatte in verschiedene Partitionen aufzuteilen, zu löschen oder gegebenenfalls zu ändern. Im Gegensatz zu cfdisk können Sie hier nicht mit den Pfeiltasten navigieren, sondern müssen einzelne Tastenkürzel verwenden. Allerdings hat fdisk den Vorteil, fast überall und immer präsent zu sein. Die wichtigsten Tastenkürzel zur Partitionierung sind:

Noch ein Vorzug ist, dass fdisk nicht interaktiv läuft. Man kann es z. B. benutzen, um mehrere Festplatten automatisch zu formatieren. Dies ist praktisch, wenn man ein System identisch auf mehreren Rechnern installieren muss. Man installiert in diesem Fall das System nur auf einem der Rechner, erzeugt mit dd ein Image, erstellt ein kleines Skript, bootet die anderen Rechnerz. B. von »damnsmall-Linux« (einer speziellen Mini-Distribution z. B. für den USB-Stick) und führt das Skript aus, das dann die Festplatte per fdisk formatiert und per dd das Image des Prototyps installiert. Anschließend muss man nur noch die IP-Adresse und den Hostnamen anpassen, was auch skriptgesteuert möglich ist.

Einen komfortablen Überblick über alle Partitionen auf allen Festplatten können Sie sich mit der Option -l anzeigen lassen:

user$ sudo fdisk -l 
Platte /dev/hdc: 120.0 GByte, 120034123776 Byte 
255 Köpfe, 63 Sektoren/Spuren, 14593 Zylinder 
Einheiten = Zylinder von 16065 × 512 = 8225280 Bytes 
Gerät      Anfang     Ende     Blöcke   Id  System 
/dev/hdc1    1        6079    48829536   83  Linux 
/dev/hdc2 6080        7903    14651280   83  Linux 
/dev/hdc3 7904       14593    53737425   83  Linux

Zum Partitionieren müssen Sie fdisk mit der Angabe der Gerätedatei starten:

user$ sudo fdisk /dev/hda

26.6.9 fsck – Reparieren und Überprüfen

fsck ist ein unabhängiges Frontend zum Prüfen und Reparieren der Dateisystem-Struktur. fsck ruft gewöhnlich je nach Dateisystem das entsprechende Programm auf. Bei ext2/ext3 ist dies fsck.ext2, bei einem Minix-System fsck.minix, bei ReiserFS reiserfsck usw. Die Zuordnung des entsprechenden Dateisystems nimmt fsck anhand der Partitionstabelle aufgrund einer Kommandozeilenoption vor. Die meisten dieser Programme unterstützen die Optionen -a, -A, -l, -r, -s und -v.

Meistens wird hierbei die Option -a -A verwendet. Mit -a veranlassen Sie eine automatische Reparatur, sofern dies möglich ist, und mit -A geben Sie an, dass alle Dateisysteme getestet werden sollen, die in /etc/fstab eingetragen sind. fsck gibt beim Überprüfen einen Exit-Code zurück, den Sie mit echo $? abfragen können. Folgende wichtige Exit-Codes und deren Bedeutungen können dabei zurückgegeben werden:

Besonders wichtig ist es auch, fsck immer auf nicht eingebundene bzw. nur im Readonly-Modus eingebundene Dateisysteme anzuwenden. Denn fsck kann sonst eventuell ein Dateisystem verändern (reparieren), ohne dass das System dies zu erkennen vermag. Ein Systemabsturz ist dann vorprogrammiert. Gewöhnlich wird fsck bzw. fsck.ext3 beim Systemstart automatisch ausgeführt, wenn eine Partition nicht sauber ausgebunden wurde, oder nach jedem 30. Booten bei Ubuntu in der Standardeinstellung.

26.6.10 mkfs – Dateisystem einrichten

Mit mkfs können Sie auf einer zuvor formatierten Festplatte bzw. Diskette ein Dateisystem anlegen. Wie schon fsck ist auch mkfs ein unabhängiges Frontend, das die Erzeugung des Dateisystems nicht selbst übernimmt, sondern auch hier das spezifische Programm zur Erzeugung des entsprechenden Dateisystems verwendet. Auch hierbei richtet sich mkfs wieder nach den Dateisystemen, die in der Partitionstabelle aufgelistet sind, oder gegebenenfalls nach der Kommandozeilenoption. Abhängig vom Dateisystemtyp ruft mkfs dann das Kommando mkfs.minix (für Minix), mk2fs (für ext2/ext3), mkreiserfs (für ReiserFS) usw. auf. Die Syntax lautet:

user$ mkfs [option] Gerätedatei [blöcke]

Für die »Gerätedatei« müssen Sie den entsprechenden Pfad angeben (z. B. /dev/hda1). Sie können außerdem auch die Anzahl von Blöcken angeben, die das Dateisystem belegen soll. Auch mkfs gibt einen Exit-Code über den Verlauf der Kommandoausführung zurück, den Sie mit echo $? auswerten können.

Mit der Option -t können Sie den Dateisystemtyp des zu erzeugenden Dateisystems festlegen. Ohne -t würde hier versucht, das Dateisystem anhand der Partitionstabelle zu bestimmen. Sie erzeugen z. B. mit

user$ sudo mkfs -f xfs /dev/hda7

auf der Partition /dev/hda7 ein Dateisystem xfs (alternativ zu ext2).

26.6.11 mkswap – eine Swap-Partition einrichten

Mit mkswap legen Sie eine Swap-Partition an. Diese können Sie z. B. dazu verwenden, schlafende Prozesse, die auf das Ende von anderen Prozessen warten, in die Swap-Partition der Festplatte auszulagern. So halten Sie Platz im Arbeitsspeicher für andere laufende Prozesse frei. Sofern Sie nicht schon bei der Installation von Ubuntu die (gewöhnlich) vorgeschlagene Swap-Partition eingerichtet haben, können Sie dies nachträglich mit dem Kommando mkswap vornehmen. Zum Aktivieren einer Swap-Partition rufen Sie das Kommando swapon auf. Ist Ihr Arbeitsspeicher ausgelastet, können Sie auch kurzfristig solch einen Swap-Speicher einrichten.

user$ sudo dd bs=1024 if=/dev/zero \ 
of=/tmp/myswap count=4096 
4096+0 Datensätze ein 
4096+0 Datensätze aus 
user$ sudo mkswap -c /tmp/myswap 4096 
Swap-Bereich Version 1 wird angelegt, 
Größe 4190 KBytes 
user$ sudo sync 
user$ sudo swapon /tmp/myswap

Zuerst legen Sie mit dd einen leere Swap-Datei von 4 Megabytes Größe mit Null-Bytes an. Anschließend verwenden Sie diesen Bereich als Swap-Datei. Nach einem Aufruf von sync müssen Sie nur noch den Swap-Speicher aktivieren. Wie dieser Swap-Bereich allerdings verwendet wird, haben Sie nicht in der Hand: Dies wird vom Kernel mit dem »Paging« gesteuert.

Eine Datei, die als Swap-Bereich eingebunden wird, sollte nur genutzt werden, wenn keine Partition dafür zur Verfügung steht, da die Methode erheblich langsamer ist als eine Swap-Partition.

26.6.12 mount, umount – Dateisysteme an- bzw. abhängen

Das Kommando mount hängt einzelne Dateisysteme mit den verschiedensten Medien (Festplatte, CD-ROM, Diskette etc.) an einen einzigen Dateisystembaum an. Die einzelnen Partitionen werden dabei als Gerätedateien im Ordner /dev angezeigt. Rufen Sie mount ohne irgendwelche Argumente auf, werden alle »gemounteten« Dateisysteme aus /etc/mtab aufgelistet. Auch hier bleibt es wieder Root überlassen, ob ein Benutzer ein bestimmtes Dateisystem einbinden kann oder nicht. Hierzu muss nur ein entsprechender Eintrag in /etc/fstab vorgenommen werden.

In der folgenden Tabelle finden Sie einige Beispiele, wie verschiedene Dateisysteme eingehängt werden können:

Wollen Sie ein Dateisystem wieder aushängen, dann verwenden Sie dazu umount vor:

user$ umount /dev/fd0

Hier wird das Diskettenlaufwerk aus dem Dateisystem ausgehängt. Wenn ein Eintrag für ein Dateisystem in der /etc/fstab besteht, reicht es aus, mount mit dem Device oder dem Mount-Punkt als Argument aufzurufen: mount /dev/fd0.

26.6.13 parted – Partitionen anlegen etc.

Mit parted können Sie nicht nur – wie mit fdisk bzw. cfdisk – Partitionen anlegen oder löschen, sondern diese auch vergrößern, verkleinern, kopieren und verschieben. parted wird gern verwendet, wenn man auf der Festplatte Platz für ein neues Betriebssystem schaffen will oder alle Daten einer Festplatte auf eine neue kopieren will. Mehr hierzu entnehmen Sie der man-Seite von parted.

26.6.14 swapon, swapoff – Swap-Speicher (de)aktivieren

Wenn Sie auf dem System eine Swap-Partition eingerichtet haben (siehe mkswap), so existiert diese zwar, muss aber noch mit dem Kommando swapon aktiviert werden. Den so aktivierten Bereich können Sie jederzeit mit swapoff wieder aus dem laufenden System entfernen.

26.6.15 sync – gepufferte Schreiboperationen ausführen

Normalerweise verwendet Linux einen Puffer (Cache) im Arbeitsspeicher, in dem sich ganze Datenblöcke eines Massenspeichers befinden. So werden Daten häufig temporär erst im Arbeitsspeicher verwaltet, da sich ein dauernd schreibender Prozess äußerst negativ auf die Performance des Systems auswirken würde. Stellen Sie sich das einmal bei hundert Prozessen vor! Gewöhnlich übernimmt ein Daemon die Arbeit und entscheidet, wann die veränderten Datenblöcke auf die Festplatte geschrieben werden.

Mit dem Kommando sync können Sie nun veranlassen, dass veränderte Daten sofort auf die Festplatte (oder auf jeden anderen Massenspeicher) geschrieben werden. Dies ist häufig der letzte Rettungsanker, wenn das System sich nicht mehr richtig beenden lässt. Können Sie hierbei noch schnell ein sync ausführen, so werden alle Daten zuvor nochmals gesichert, und der Datenverlust kann eventuell ganz verhindert werden.

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