4.4. Partitionnement du disque

4.4.1. Notion de partition et d'amorçage du système

Une « partition » est, comme son nom l'indique, une partie d'un disque dur. Les partitions permettent de diviser l'espace de stockage des disques durs en zones indépendantes de taille restreinte, et dans lesquelles différents systèmes ou différentes données peuvent être stockées de manière totalement indépendante. L'opération de « partitionnement » est l'opération de création des différentes partitions d'un disque dur.

L'installation de plusieurs systèmes d'exploitation nécessite souvent d'allouer une partition à chaque système, car les systèmes d'exploitation ne comprennent généralement pas le format des systèmes de fichiers les uns des autres. Il est également parfois nécessaire, pour un même système, de définir plusieurs partitions, qui seront utilisées à des fins spécifiques. Par exemple, Linux fonctionne nettement mieux si on lui attribue une partition de « swap » (dite aussi « partition d'échange ») pour stocker des données peu utilisées qui se trouve en mémoire, lorsqu'il a besoin de plus de mémoire qu'il n'en est physiquement installée sur la machine. De même, il est possible de créer plusieurs partitions pour séparer les données utilisateurs des programmes, ce qui permet de faciliter les mécanismes de sauvegarde d'une part, et d'assurer une plus grande sécurité des données lors des opérations de maintenance du système d'autre part.

Sur les machines de type PC, chaque disque dur peut être découpé en quatre partitions dites « primaires ». La position, la taille et le type de ces partitions sont enregistrées dans le premier secteur du disque dur, que l'on appelle souvent le « Master Boot Record » (« MBR » en abrégé). Le MBR ne contient que quatre entrées pour la définition des partitions, d'où la limite de quatre partitions primaires. Le type des partitions est un code numérique qui indique le système d'exploitation capable de l'utiliser et sa nature (partition de swap ou système de fichiers par exemple). À titre d'exemple, Linux utilise principalement deux types de partition : les partitions de swap (numéro 82) et les partitions pour les systèmes de fichiers (type 83).

La définition des partitions se fait donc en donnant leur adresse de départ, leur taille et leur type. L'adresse de départ et la longueur des partitions sont exprimées en secteurs. Un « secteur » est l'unité de base pour les données des disques durs, qui correspond à un bloc de 512 octets utiles (auxquels s'ajoutent bien entendu d'éventuels octets de contrôle d'erreur, mais qui ne sont manipulés que par le disque dur lui-même et par son contrôleur, et que l'on ne peut donc pas utiliser pour y stocker des données). Cela dit, certains systèmes (ceux de Microsoft) ne permettent pas une telle finesse dans la définition des partitions et nécessitent de travailler au niveau du cylindre.

Bien entendu, la limitation à quatre partitions seulement est extrêmement contraignante, aussi la notion de partition étendue a-t-elle été introduite. Une « partition étendue » est une partition primaire spéciale, dans laquelle il est possible de définir jusqu'à 64 sous-partitions. Ces sous-partitions sont appelées des « partitions logiques ». Les données ne sont jamais stockées dans la partition étendue elle-même, mais dans ses partitions logiques. On ne peut définir qu'une seule partition étendue sur un disque donné, mais cela n'empêche pas d'avoir des partitions primaires normales à côté de celle-ci. Il est donc recommandé, lorsque l'on crée la quatrième partition, de créer une partition étendue et non une partition primaire, afin de se réserver la possibilité de créer de nouvelles partitions ultérieurement. Il faut toutefois savoir que certains systèmes ne peuvent pas être installés sur des partitions logiques (notamment DOS et Windows 9x/Millenium), bien qu'ils soient capables d'y accéder une fois qu'ils ont démarré.

Outre la table des partitions primaires, le MBR contient un petit programme appelé le « bootstrap loader » qui permet de charger le premier secteur d'une des partitions primaires. Ce secteur est communément appelé le « secteur de boot », parce qu'il contient le programme capable de charger le système d'exploitation. La partition dont le secteur de boot est chargé par le bootstrap loader est appelée la « partition active ». Il ne peut y avoir qu'une seule partition active à chaque instant : celle du système d'exploitation principal.

Généralement, le programme stocké sur le secteur de boot d'une partition a pour but de charger le système d'exploitation qui y est installé. Cependant, pour certains systèmes d'exploitation, ce programme est très évolué et permet de lancer d'autres systèmes d'exploitation, éventuellement installés sur d'autre partitions ou d'autres disques durs. Ces programmes sont alors appelés des « gestionnaires d'amorçage ». Linux dispose de deux gestionnaires d'amorçage très puissants : le GRUB et LILO. Windows NT, 2000 ou XP disposent également d'un gestionnaire d'amorçage capable de lancer d'autres systèmes d'exploitation : NTLDR.

Pour résumer, lors du démarrage d'un PC, le BIOS charge le MBR du premier disque dur en mémoire et exécute le bootstrap loader. Celui-ci cherche ensuite à charger le secteur de boot de la partition active, et exécute le gestionnaire d'amorçage qui s'y trouve. Ce gestionnaire peut donner accès aux différents systèmes d'exploitation, qu'ils soient situés sur d'autres partitions ou même d'autres disques durs. La manière dont chaque système est lancé dépend bien sûr du système. Il faut donc, en général, lancer chaque système d'exploitation avec son propre chargeur. Cependant, on peut toujours utiliser un gestionnaire d'amorçage d'un autre système en rusant quelque peu : il suffit d'indiquer à ce gestionnaire de charger le secteur de boot de la partition d'installation du système que l'on désire lancer si celui-ci n'est pas pris en charge directement. Dans ce cas, le gestionnaire d'amorçage ne fait que passer la main au chargeur de l'autre système. La manière de procéder pour installer LILO, le GRUB ou NTLDR sera décrite dans la Section 4.8.

4.4.2. Plan de partitionnement

Avant de se lancer dans l'opération de partitionnement proprement dite, il faut établir un plan de partitionnement. Cela consiste tout simplement à déterminer la taille et la nature de chaque partition dans le système. Il est normal, sur un système où seul Linux sera utilisé, de disposer d'au moins trois partitions :

• une partition de swap, que Linux utilisera pour y stocker temporairement des données lorsqu'il aura besoin de récupérer un peu de place en mémoire. Il est recommandé de placer cette partition au début du disque (c'est à dire au plus près du cylindre 0, là où le taux de transfert est le plus rapide) ;

• une partition pour le système de fichiers racine (point de montage /), dans laquelle doit se trouver l'ensemble des fichiers du système. Cette partition doit se trouver dans les 1024 premiers cylindres pour que le BIOS puisse y accéder et charger le gestionnaire d'amorçage du système ;

• une partition devant contenir les données des utilisateurs (point de montage /home/).

L'avantage d'avoir une partition séparée pour toutes les données des utilisateurs est considérable, puisque dans ce cas on peut mettre à jour le système ou le réinstaller complètement sans avoir à faire de sauvegarde de ses données. De plus, les fichiers de configuration importants peuvent être sauvegardés sur cette partition avant la réinstallation, ce qui est extrêmement pratique. Ce type de partitionnement est à prendre sérieusement en considération, surtout pour les machines de particuliers, sur lesquelles un grand nombre de programmes peuvent être installés simplement pour les tester. Il n'est donc pas rare, dans ces conditions, d'avoir à refaire une installation complète pour « nettoyer » rapidement le système.

Toutefois, si l'on ne dispose pas de beaucoup de place sur le disque, il est possible de regrouper la partition racine et la partition contenant les données utilisateurs. Un mauvais dimensionnement de ces partitions aura dans ce cas de moins lourdes conséquences (si une partition est pleine, on ne peut pas facilement utiliser l'espace restant sur les autres partitions).

Si votre machine est destinée à accueillir plusieurs systèmes d'exploitation, il est vivement recommandé de créer au moins une partition FAT ou FAT32. Cette partition permettra en effet d'échanger des données entre Linux et les autres systèmes d'exploitation, car les systèmes de fichiers FAT sont reconnus par tous les systèmes d'exploitation courants. Notez que si Windows NT4 doit être installé, vous devrez créer une partition FAT plutôt qu'une partition FAT32, car Windows NT ne reconnaît pas, sans programmes additionnels, les partitions FAT32. Ce problème ne se pose plus pour Windows 2000 et pour XP. Notez également que bien que Linux sache parfaitement lire les partitions NTFS (utilisées par Windows NT4, Windows 2000 et par XP), l'écriture sur ces partitions est expérimentale et n'est donc pas conseillée. Inversement, aucun système Windows ne sait lire les systèmes de fichiers Linux, quels qu'ils soient. Avoir une partition FAT est donc incontournable dans ce cas de configuration.

Si la machine doit être d'une fiabilité absolue ou si vous êtes soumis à des contraintes d'exploitation fortes, vous pouvez opter pour des solutions radicales qui consistent à séparer les données d'exploitation (normalement situées dans le répertoire /var/) des fichiers des programmes, et de les placer dans une partition dédiée. Vous pourrez alors ne monter que cette partition en lecture/écriture. Ainsi, en cas de crash système, seule la partition contenant les données d'exploitation devra être réparée, ou à l'extrême rigueur réinitialisée complètement par les scripts de démarrage.

Rien ne vous empêche de créer d'autres partitions si vous le désirez. Sachez cependant que les systèmes de fichiers de Linux ne sont pas aussi limités que les systèmes de fichiers FAT et FAT32 en ce qui concerne les tailles maximales des partitions et que, par conséquent, créer une multitude de partitions n'est pas nécessaire et n'est certainement pas une bonne idée. La création de partitions supplémentaires peut malgré tout s'avérer nécessaire, par exemple pour y installer d'autres systèmes d'exploitation. Dans ce cas, vous aurez certainement à créer une partition étendue et des partitions logiques.

La grande difficulté dans l'établissement du plan de partitionnement est de bien déterminer ses besoins en place disque, aussi bien pour les programmes que pour les données et le swap. Cependant, d'une manière générale, on peut considérer que ce qui est le plus important pour un particulier, ce sont ses données, et que le système ne va pas prendre des dizaines de giga-octets sur le disque ! Si vous décidez de placer les programmes et les données utilisateurs dans deux partitions séparées, vous pouvez envisager le plan de partitionnement suivant :

• une partition de swap : deux fois la mémoire vive de l'ordinateur si vous ne disposez pas de beaucoup d'espace disque, 256 Mo sinon. Il est inutile de consacrer plus de place que cela, car il est très rare d'avoir besoin de plus de 384 Mo de mémoire virtuelle (la mémoire virtuelle est la somme de la mémoire libre et de la taille des partitions ou fichiers d'échange). Notez que la règle du double de la mémoire vive est tout à fait empirique. Elle se base sur le principe que si le système a besoin de plus de swap, c'est que de toutes façons il n'est pas dimensionné pour ce qu'on lui demande de faire. Cela dit, vous pouvez mettre autant de swap que vous le désirez si vous en avez réellement besoin (par exemple pour manipuler de très grandes photos ou des fichiers de très grande taille). Si vous avez un gros disque, vous pouvez utiliser une très grande partition de swap : elle ne sera quasiment pas utilisée, mais le jour où vous en aurez besoin, elle sera là. Après tout, abus de bien ne nuit pas... Sachez toutefois que de toutes façons, si un jour il fallait plus de mémoire virtuelle, vous pourriez créer un fichier d'échange temporaire ;

• une partition racine, contenant le système, les programmes et les fichiers de configuration : environ 2 Go. Il est possible de travailler avec 1 Go, mais on n'est vraiment pas à l'aise avec XWindow ou si l'on désire compiler des programmes récupérés sur Internet (ce qui est assez courant). Il est inutile de dépasser les 3 Go pour cette partition, si l'on a besoin de plus de place, c'est que le répertoire des données de travail /var/ devient trop gros et dans ce cas on a intérêt à le placer sur une partition qui lui est dédiée. Notez que l'on a intérêt à placer cette partition au début du disque pour deux raisons : premièrement, c'est à cet endroit que le disque dur est le plus rapide, et deuxièmement, certains BIOS ne sont pas capables d'accéder aux cylindres de numéro supérieur à 1024 et ne peuvent donc pas accéder au gestionnaire d'amorçage du système s'il est installé sur cette partition ;

• une partition pour les répertoires personnels des utilisateurs : le reste de l'espace disponible sur le disque moins, bien entendu, l'espace nécessaire aux partitions des autres systèmes d'exploitation et celui d'une éventuelle partition de sauvegarde ou d'échange de données ;

• enfin, si nécessaire, une partition de sauvegarde ou d'échange de données entre les différents systèmes d'exploitation si l'on désire réaliser une configuration multiboot. Cette partition devra être en FAT16 si les autres systèmes ne supportent pas les partitions de type FAT32 (par exemple DOS, Windows 95 première édition ou Windows NT4), mais on préférera tout de même la FAT32 si possible (Windows 95OSR2 ou plus, ou Windows 2000 ou XP). Cette partition pourra faire environ 1 Go, soit la taille nécessaire pour stocker une image disque de CD-ROM plus quelques fichiers complémentaires. Elle pourra être de taille supérieure si un autre système d'exploitation y est installé.

4.4.3. Trouver de la place pour installer le système

L'un des problèmes les plus courants lors d'une nouvelle installation est l'absence de place disponible sur le disque dur pour placer une partition Linux. Ce problème n'a hélas pas de solution : il faut supprimer une autre partition appartenant à un autre système, ou en réduire une. Souvent, réduire une partition revient à sauvegarder les données, la supprimer, la recréer avec une taille inférieure et à restaurer les données. Certains outils commerciaux permettent de réduire des partitions directement, mais ils se vendent souvent pour le prix d'un disque dur neuf (je ne peux donc réellement pas conseiller de les acheter, sauf si vous avez plusieurs disques durs dont les partitions doivent être redimensionnées ou déplacées !). De plus, Linux dispose également d'un outil similaire qui, bien qu'il soit encore en phase de développement, permet déjà de réaliser la plupart des opérations que l'on peut avoir à faire sur les partitions FAT et les partitions EXT2 de Linux. Il s'agit du programme parted, que nous décrirons ci-après. De même, il existe un programme DOS permettant de réduire la taille d'une partition FAT, moyennant quelques précautions complémentaires. Bien entendu, il va de soi que si l'on doit déplacer ou modifier une partition, il faut faire au préalable des sauvegardes de toutes les données de cette partition...

Lorsqu'on installe Linux sur un ordinateur sur lequel un autre système d'exploitation est déjà présent, ce système est très souvent un système Microsoft (DOS, Windows 9x ou Windows NT/2000/XP). La plupart de ces systèmes utilisent le système de fichiers FAT sur leur partition. Or ce système de fichiers est relativement primaire et il est donc possible de redimensionner et de déplacer facilement les partitions sur lesquelles il est utilisé. En revanche, si le système de fichiers utilisé est de type NTFS (ce système de fichiers n'est disponible qu'avec Windows NT, Windows 2000 ou XP), aucune méthode simple ne permet de le redimensionner.

Il est possible que votre distribution dispose d'un outil graphique permettant de manipuler les partitions existantes pendant la phase d'installation. Ce type d'outil pourra être utilisé pour dégager de la place pour Linux, éventuellement en réduisant une partition existante. Nous ne décrirons cependant pas ces outils ici, car ils sont spécifiques à chaque distribution. En revanche, nous présenterons les deux principales techniques permettant de redimensionner une partition, la première fonctionnant sous Linux et la deuxième sous DOS.

parted disque

parted /dev/hda

Disk geometry for /dev/hda: 0.000-32634.492 megabytes
Disk label type: msdos
Minor    Start       End     Type      Filesystem  Flags
1          0.031  32632.031  primary   FAT         lba

resize partition début fin

resize 1 8192 32632.031

move partition début

cp [disque] source destination

4.4.4. Utilisation de fdisk

Le partitionnement en soi peut se faire soit directement à l'aide du fdisk de Linux, soit par l'intermédiaire du programme d'installation de la distribution correspondante. Il est recommandé d'utiliser ce programme d'installation, qui vous guidera et vous indiquera comment réaliser cette opération. Si toutefois vous désirez utiliser fdisk, il vaut mieux faire attention à ce que vous faites. Pour lancer fdisk, il suffit de taper la commande suivante en ligne de commande :

fdisk disque

fdisk /dev/hda

Si vous ne spécifiez aucun disque en paramètre à fdisk, il prendra par défaut le disque /dev/sda, ou /dev/hda si aucun disque SCSI n'est installé.

fdisk est un programme très peu interactif. Il attend que vous lui communiquiez les commandes à exécuter en tapant sur une lettre. Les différentes commandes possibles peuvent être affichées avec la commande 'm'.

Lorsque vous créez une partition, vous devez utiliser la commande 'n', puis indiquer son type avec les commandes 'p' (pour « primary ») pour une partition primaire ou 'e' (pour « extended ») pour une partition étendue. Vous devrez ensuite donner son numéro dans la table des partitions, puis indiquer le début et la fin de la partition. Par défaut, l'unité utilisée par fdisk est le cylindre. Il est recommandé de conserver cette unité, surtout si l'on utilise un système qui ne sait manipuler que les cylindres. Toutefois, on peut changer cette unité grâce à la commande 'u' et utiliser le secteur comme unité.

Si vous avez créé une partition étendue, celle-ci sera utilisée pour y stocker des partitions logiques. Pour pouvoir les créer, il faut encore utiliser la commande 'n', et choisir le type de partition logique avec la commande 'l' (pour « logical »). Les partitions logiques sont numérotées avec les nombres 5 et suivants. La création des partitions logiques se fait exactement de la même manière que les partitions primaires, en spécifiant leur début et leur fin, soit en cylindres, soit en secteurs selon l'unité courante.

Une fois les partitions créées, vous pouvez spécifier leur type à l'aide de la commande 't' (pour « type »). Cette commande demande successivement le numéro de la partition à modifier et la valeur de son identificateur en hexadécimal. Rappelons que les identificateurs à utiliser pour Linux sont 83 pour les partitions de systèmes de fichiers Linux, et 82 pour les partitions de swap. La liste des valeurs admissibles peut être obtenue à l'aide de la commande 'l'. Par défaut, le fdisk de Linux crée des partitions Linux natives, de code 83.

Lorsque vous aurez complètement défini vos partitions, il ne vous restera plus qu'à activer la partition qui contiendra le gestionnaire d'amorçage. La sélection de la partition active se fait avec la commande 'a' de fdisk. C'est donc sur cette partition que le chargeur du MBR ira chercher le gestionnaire d'amorçage du système à lancer.