ddを使用してディスクをクローンするときにconv = notruncを使用するのはなぜですか？

Question

ディスク全体をWeb上の別のディスクに複製する方法を調べると、次のようなものが見つかります。

dd if=/dev/sda of=/dev/sdb conv=notrunc,noerror

私はnoerrorを理解していますが、人々がnotruncが「データ整合性」に必要であると考える理由を理解するのに苦労しています（たとえば ArchLinuxのWiki 状態）。

確かに、パーティションを別のディスク上の別のパーティションにコピーする場合、ディスク全体を上書きするのではなく、1つのパーティションだけを上書きすることに同意します。この場合、ddのマニュアルページによると、notruncが必要です。

しかし、ディスク全体のクローンを作成する場合、notruncは何を変更しますか？ちょうど時間の最適化？

Answer 1

TL; DRバージョン：

notruncは、ファイルへの書き込み時に切り捨てを防ぐためにのみ重要です。これは、sdaやsdbなどのブロックデバイスには影響しません。

教育版

dd.cを含むcoreutilsソースコードを調べて、notruncの処理方法を確認しました。

私が見ているコードのセグメントは次のとおりです。

int opts = (output_flags
            | (conversions_mask & C_NOCREAT ? 0 : O_CREAT)
            | (conversions_mask & C_EXCL ? O_EXCL : 0)
            | (seek_records || (conversions_mask & C_NOTRUNC) ? 0 : O_TRUNC));

/* Open the output file with *read* access only if we might
need to read to satisfy a `seek=' request.  If we can't read
the file, go ahead with write-only access; it might work.  */
if ((! seek_records
    || fd_reopen (STDOUT_FILENO, output_file, O_RDWR | opts, perms) < 0)
    && (fd_reopen (STDOUT_FILENO, output_file, O_WRONLY | opts, perms) < 0))
        error (EXIT_FAILURE, errno, _("opening %s"), quote (output_file));

notruncがnotで指定されている場合、出力ファイルはO_TRUNCで開かれることがわかります。以下でO_TRUNCがどのように扱われるかを見ると、通常のファイルに書き込むと切り捨てられることがわかります。

O_TRUNC

ファイルがすでに存在し、通常のファイルであり、オープンモードで書き込みが許可されている場合（つまり、O_RDWRまたはO_WRONLY）、長さ0に切り捨てられます。ファイルがFIFOまたは端末デバイスの場合O_TRUNCフラグは無視されますが、それ以外の場合、O_TRUNCの効果は指定されていません。

notrunc/O_TRUNC Iの影響

次の例では、1024バイトのjunk.txtを作成することから始めます。次に、conv=notruncを使用して、先頭に512バイトを書き込みます。サイズが1024バイトのままであることがわかります。最後に、notruncオプションなしで試してみると、新しいファイルサイズが512であることがわかります。これは、O_TRUNCで開かれたためです。

$ dd if=/dev/urandom of=junk.txt bs=1024 count=1
$ ls -l junk.txt
-rw-rw-r-- 1 akyserr akyserr 1024 Dec 11 17:08 junk.txt

$ dd if=/dev/urandom of=junk.txt bs=512 count=1 conv=notrunc
$ ls -l junk.txt
-rw-rw-r-- 1 akyserr akyserr 1024 Dec 11 17:10 junk.txt

$ dd if=/dev/urandom of=junk.txt bs=512 count=1
$ ls -l junk.txt
-rw-rw-r-- 1 akyserr akyserr 512 Dec 11 17:10 junk.txt

notrunc/O_TRUNC IIの効果

ディスクからディスクへのクローンを作成するとき、なぜconv=notruncが重要なのかという元の質問にはまだ答えていません。上記の定義によると、O_TRUNCは特定の特殊ファイルを開くときに無視されるようです。これはブロックデバイスノードにも当てはまります。ただし、私は何も仮定したくないので、ここでそれを証明しようとします。

openclose.c

ここでは、O_TRUNCフラグを持つ引数として指定されたファイルを開いたり閉じたりする簡単なCプログラムを作成しました。

#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <time.h>

int main(int argc, char * argv[])
{
    if (argc < 2)
    {
        fprintf(stderr, "Not enough arguments...\n");
        return (1);
    }

    int f = open(argv[1], O_RDWR | O_TRUNC);

    if (f >= 0)
    {
        fprintf(stderr, "%s was opened\n", argv[1]);
        close(f);
        fprintf(stderr, "%s was closed\n", argv[1]);
    } else {
        perror("Opening device node");
    }

    return (0);
}

通常のファイルテスト

O_TRUNCを使用してファイルを開いたり閉じたりするという単純な行為によって、既に存在していたものはすべて失われることが以下でわかります。

$ dd if=/dev/urandom of=junk.txt bs=1024 count=1^C
$ ls -l junk.txt 
-rw-rw-r-- 1 akyserr akyserr 1024 Dec 11 17:26 junk.txt

$ ./openclose junk.txt
junk.txt was opened
junk.txt was closed

$ ls -l junk.txt
-rw-rw-r-- 1 akyserr akyserr 0 Dec 11 17:27 junk.txt

ブロックデバイスファイルテスト

USBフラッシュドライブで同様のテストを試してみましょう。 USBフラッシュドライブ上の単一のパーティションから開始することがわかります。 「切り捨てられた」場合、おそらくパーティションはなくなります（ディスクの最初の512バイトで定義されていると考えて）？

$ ls -l /dev/sdc*
brw-rw---- 1 root disk 8, 32 Dec 11 17:22 /dev/sdc
brw-rw---- 1 root disk 8, 33 Dec 11 17:22 /dev/sdc1

$ Sudo ./openclose /dev/sdc
/dev/sdc was opened
/dev/sdc was closed

$ Sudo ./openclose /dev/sdc1
/dev/sdc1 was opened
/dev/sdc1 was closed

$ ls -l /dev/sdc*
brw-rw---- 1 root disk 8, 32 Dec 11 17:31 /dev/sdc
brw-rw---- 1 root disk 8, 33 Dec 11 17:31 /dev/sdc1

O_TRUNCオプションを使用してディスクまたはディスクのパーティション1を開くことは、まったく影響がないようです。私が知ることができることから、ファイルシステムはまだマウント可能であり、ファイルはアクセス可能で無傷です。

notrunc/O_TRUNC IIIの効果

さて、最後のテストでは、フラッシュドライブでddを直接使用します。 512バイトのランダムデータを書き込み、最初に256バイトのゼロを書き込むことから始めます。最終テストでは、最後の256バイトが変更されていないことを確認します。

$ Sudo dd if=/dev/urandom of=/dev/sdc bs=256 count=2
$ Sudo hexdump -n 512 /dev/sdc
0000000 3fb6 d17f 8824 a24d 40a5 2db3 2319 ac5b
0000010 c659 5780 2d04 3c4e f985 053c 4b3d 3eba
0000020 0be9 8105 cec4 d6fb 5825 a8e5 ec58 a38e
0000030 d736 3d47 d8d3 9067 8db8 25fb 44da af0f
0000040 add7 c0f2 fc11 d734 8e26 00c6 cfbb b725
0000050 8ff7 3e79 af97 2676 b9af 1c0d fc34 5eb1
0000060 6ede 318c 6f9f 1fea d200 39fe 4591 2ffb
0000070 0464 9637 ccc5 dfcc 3b0f 5432 cdc3 5d3c
0000080 01a9 7408 a10a c3c4 caba 270c 60d0 d2f7
0000090 2f8d a402 f91a a261 587b 5609 1260 a2fc
00000a0 4205 0076 f08b b41b 4738 aa12 8008 053f
00000b0 26f0 2e08 865e 0e6a c87e fc1c 7ef6 94c6
00000c0 9ced 37cf b2e7 e7ef 1f26 0872 cd72 54a4
00000d0 3e56 e0e1 bd88 f85b 9002 c269 bfaa 64f7
00000e0 08b9 5957 aad6 a76c 5e37 7e8a f5fc d066
00000f0 8f51 e0a1 2d69 0a8e 08a9 0ecf cee5 880c
0000100 3835 ef79 0998 323d 3d4f d76b 8434 6f20
0000110 534c a847 e1e2 778c 776b 19d4 c5f1 28ab
0000120 a7dc 75ea 8a8b 032a c9d4 fa08 268f 95e8
0000130 7ff3 3cd7 0c12 4943 fd23 33f9 fe5a 98d9
0000140 aa6d 3d89 c8b4 abec 187f 5985 8e0f 58d1
0000150 8439 b539 9a45 1c13 68c2 a43c 48d2 3d1e
0000160 02ec 24a5 e016 4c2d 27be 23ee 8eee 958e
0000170 dd48 b5a1 10f1 bf8e 1391 9355 1b61 6ffa
0000180 fd37 7718 aa80 20ff 6634 9213 0be1 f85e
0000190 a77f 4238 e04d 9b64 d231 aee8 90b6 5c7f
00001a0 5088 2a3e 0201 7108 8623 b98a e962 0860
00001b0 c0eb 21b7 53c6 31de f042 ac80 20ee 94dd
00001c0 b86c f50d 55bc 32db 9920 fd74 a21e 911a
00001d0 f7db 82c2 4d16 3786 3e18 2c0f 47c2 ebb0
00001e0 75af 6a8c 2e80 c5b6 e4ea a9bc a494 7d47
00001f0 f493 8b58 0765 44c5 ff01 42a3 b153 d395

$ Sudo dd if=/dev/zero of=/dev/sdc bs=256 count=1
$ Sudo hexdump -n 512 /dev/sdc
0000000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
*
0000100 3835 ef79 0998 323d 3d4f d76b 8434 6f20
0000110 534c a847 e1e2 778c 776b 19d4 c5f1 28ab
0000120 a7dc 75ea 8a8b 032a c9d4 fa08 268f 95e8
0000130 7ff3 3cd7 0c12 4943 fd23 33f9 fe5a 98d9
0000140 aa6d 3d89 c8b4 abec 187f 5985 8e0f 58d1
0000150 8439 b539 9a45 1c13 68c2 a43c 48d2 3d1e
0000160 02ec 24a5 e016 4c2d 27be 23ee 8eee 958e
0000170 dd48 b5a1 10f1 bf8e 1391 9355 1b61 6ffa
0000180 fd37 7718 aa80 20ff 6634 9213 0be1 f85e
0000190 a77f 4238 e04d 9b64 d231 aee8 90b6 5c7f
00001a0 5088 2a3e 0201 7108 8623 b98a e962 0860
00001b0 c0eb 21b7 53c6 31de f042 ac80 20ee 94dd
00001c0 b86c f50d 55bc 32db 9920 fd74 a21e 911a
00001d0 f7db 82c2 4d16 3786 3e18 2c0f 47c2 ebb0
00001e0 75af 6a8c 2e80 c5b6 e4ea a9bc a494 7d47
00001f0 f493 8b58 0765 44c5 ff01 42a3 b153 d395

概要

上記の実験により、notruncは、書き込みたいファイルがあるが、切り捨てたくない場合にのみ重要であるようです。これは、sdaやsdbなどのブロックデバイスには効果がないようです。