dd

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dd はファイルの変換とコピーを主な目的とする コアユーティリティ です。

cp と同様にデフォルトでは dd はファイルのビットごとのコピーを作成しますが、低レベルの I/O フロー制御機能を備えています。

詳細は、dd(1) またはフルドキュメントを参照してください。

ヒント: デフォルトでは、dd はタスクが完了するまで何も出力しません。操作の進行状況を監視するには、コマンドに status=progress オプションを追加します。
警告: この種のコマンドはどれも、データを不可逆的に破壊する可能性があるため、dd の使用には細心の注意を払う必要があります。

インストール

dd は GNU coreutils の一部です。パッケージ内の他のユーティリティについては、Core utilities を参照してください。

ディスクの複製と復元

dd コマンドはシンプルでありながら多機能で強力なツールです。ファイルシステムの種類や OS に関係なくコピー元からコピー先へブロック単位でコピーすることができます。ライブ CD のようなライブ環境から dd を使用するのが便利です。

警告: このタイプのコマンドと同様に使用時には十分な注意が必要です。データが破壊される可能性があります。入力ファイル (if=) と出力ファイル (of=) の順番を覚えておいて、逆にしないでください。出力先のドライブやパーティション (of=) のサイズが、入力元 (if=) と同じかそれ以上である事を常に確認してください。

パーティションの複製

物理ディスク /dev/sda のパーティション 1 から、物理ディスク /dev/sdb のパーティション 1 へ:

# dd if=/dev/sda1 of=/dev/sdb1 bs=64K conv=noerror,sync status=progress
ノート: 出力パーティション of= (例では sdb1) が存在しない場合、dd はこの名前のファイルを作成し、ルートファイルシステムをいっぱいにしてしまうので注意が必要です。

ハードディスク全体の複製

物理ディスク /dev/sda から物理ディスク /dev/sdb へ:

From physical disk /dev/sda to physical disk /dev/sdb:

# dd if=/dev/sda of=/dev/sdb bs=64K conv=noerror,sync status=progress

MBR (つまりブートローダ)、すべてのパーティション、UUID、データを含むドライブ全体のクローンを作成します。

  • bs= はブロックサイズを設定します。デフォルトは512バイトで、これは1980年代前半以降のハードドライブの「古典」的なブロックサイズですが、最も便利なものではありません。64KBや128KBなど、より大きな値を使用してください。また、「ブロックサイズ」だけでなく、読み取りエラーの伝搬にも影響を与えるため、以下の警告をお読みください。詳細は、[1][2] を参照して、自分の使用例に最適な bs 値を見付けてください。
  • noerror はすべての読み取りエラーを無視して操作を続けるように dd に指示します。dd のデフォルトの動作は、いかなるエラーでも停止します。
  • sync は読み込みエラーがあった場合、入力ブロックをゼロで埋め、データのオフセットは同期されたままになります。
  • status=progress は、操作がいつ完了するかを推測するために使用できる転送統計を表示します。
ノート: 指定するブロックサイズは、読み取りエラーの処理方法に影響します。以下をお読みください。データの回復には、ddrescue を使います。

dd ユーティリティには、技術的に「入力ブロックサイズ」(IBS)と「出力ブロックサイズ」(OBS)があります。bs を設定すると、実質的に IBS と OBS の両方を設定することになります。通常、ブロックサイズが例えば 1MiB の場合、dd は 1024×1024 バイトを読み込み、同じバイト数を書き込みます。しかし、読み取りエラーが発生すると、事態はおかしくなります。多くの人は、noerror,sync オプションを使うと、dd が「読み込みエラーをゼロで埋める」と思っているようですが、そうではありません。dd はドキュメントによると、読み込み完了後に OBS から IBS のサイズを埋める、つまりブロックの最後にゼロを追加するのです。つまり、ディスクの場合、512 バイトの読み取りエラーが読み取りの最初に1回発生しただけで、事実上 1MB 全体がめちゃくちゃになってしまうのです: 12ERROR89 は 120000089 ではなく 128900000 となります。

ディスクにエラーがないことが確認できれば、ブロックサイズを大きくしてコピーを進めることができ、コピーの速度が数倍向上します。例えば、Celeron 2.7GHz のシステムで、bs を 512 から 64K に変更すると、コピー速度が 35MB/s から 120MB/s になります。ただし、コピー元のディスクで発生した読み取りエラーは、コピー先のディスクではブロックエラーとして発生することに注意してください。

ヒント: dd の進行状況を表示するためには、status=progress オプションを使用してください。詳細については、dd(1) を参照してください。
ノート:
  • ext2/3/4 ファイルシステムの一意の UUID を取り戻すには、すべてのパーティションで、tune2fs /dev/sdXY -U random を使用します。スワップパーティションの場合は、代わりに、mkswap /dev/sdXY を使ってください。
  • dd によるパーティションテーブルの変更はカーネルには登録されません。再起動せずに変更を通知するには、partprobe (GNU Parted の一部)のようなユーティリティを使ってください。

パーティションテーブルのバックアップ

fdisk#パーティションテーブルのバックアップとリストア または gdisk#パーティションテーブルのバックアップとリストア を参照。

Create disk image

Boot from a live medium and make sure no partitions are mounted from the source hard drive.

Then mount the external hard drive and backup the drive:

# dd if=/dev/sda conv=sync,noerror bs=64K | gzip -c  > /path/to/backup.img.gz

If necessary (e.g. when the resulting files will be stored on a FAT32 file system) split the disk image into multiple parts (see also split(1)):

# dd if=/dev/sda conv=sync,noerror bs=64K | gzip -c | split -a3 -b2G - /path/to/backup.img.gz

If there is not enough disk space locally, you may send the image through ssh:

# dd if=/dev/sda conv=sync,noerror bs=64K | gzip -c | ssh user@local dd of=backup.img.gz

Finally, save extra information about the drive geometry necessary in order to interpret the partition table stored within the image. The most important of which is the cylinder size.

# fdisk -l /dev/sda > /path/to/list_fdisk.info
ノート: You may wish to use a block size (bs=) that is equal to the amount of cache on the HD you are backing up. For example, bs=8192K works for an 8 MiB cache. The 64 KiB mentioned in this article is better than the default bs=512 bytes, but it will run faster with a larger bs=.
ヒント: gzip is only able to compress data using a single CPU core, which leads to a data throughput considerably lower than the write speeds on modern storage. In order to leverage multicore compression and create a disk image more quickly, one could for instance install the pigz package, and simply replace the gzip -c command above with pigz -c. For large disks, this can potentially save hours.

システムの復元

システムを復元するには:

# gunzip -c /path/to/backup.img.gz | dd of=/dev/sda

イメージが分割されている場合は、代わりに以下を使用してください:

# cat /path/to/backup.img.gz* | gunzip -c | dd of=/dev/sda

バイナリーファイルのパッチ適用

ファイルのオフセット 0x123AB を16進数列 FF C0 14 に置き換えたい場合は次のコマンドラインで実行できます:

# printf '\xff\xc0\x14' | dd seek=$((0x123AB)) conv=notrunc bs=1 of=/path/to/file

MBR のバックアップと復元

Before making changes to a disk, you may want to backup the partition table and partition scheme of the drive. You can also use a backup to copy the same partition layout to numerous drives.

The MBR is stored in the the first 512 bytes of the disk. It consists of 4 parts:

  1. The first 440 bytes contain the bootstrap code (boot loader).
  2. The next 6 bytes contain the disk signature.
  3. The next 64 bytes contain the partition table (4 entries of 16 bytes each, one entry for each primary partition).
  4. The last 2 bytes contain a boot signature.

To save the MBR as mbr_file.img:

# dd if=/dev/sdX of=/path/to/mbr_file.img bs=512 count=1

You can also extract the MBR from a full dd disk image:

# dd if=/path/to/disk.img of=/path/to/mbr_file.img bs=512 count=1

To restore (be careful, this destroys the existing partition table and with it access to all data on the disk):

# dd if=/path/to/mbr_file.img of=/dev/sdX bs=512 count=1
警告: Restoring the MBR with a mismatching partition table will make your data unreadable and nearly impossible to recover. If you simply need to reinstall the bootloader see their respective pages as they also employ the DOS compatibility region: GRUB or Syslinux.

If you only want to restore the boot loader, but not the primary partition table entries, just restore the first 440 bytes of the MBR:

# dd if=/path/to/mbr_file.img of=/dev/sdX bs=440 count=1

To restore only the partition table, one must use:

# dd if=/path/to/mbr_file.img of=/dev/sdX bs=1 skip=446 count=64

ブートローダーの削除

MBR ブートスラップコードを消去するには(別のオペレーティングシステムを完全に再インストールする必要がある場合に役立つ場合があります)、最初の440バイトのみをゼロにする必要があります。

# dd if=/dev/zero of=/dev/sdX bs=440 count=1

Troubleshooting

Partial read

Files created with dd can end up with a smaller size than requested if a full input block is not available and the read(2) system call returns early. This can happen when reading from a pipe(7) or when reading from /dev/random and there is not enough entropy[3], or from /dev/urandom when reading more than 32 MiB[4].

It is possible, but not guaranteed, that dd will warn you about the issue:

dd: warning: partial read (X bytes); suggest iflag=fullblock

The solution is to do as the warning says and add iflag=fullblock to the dd command. For example:

$ dd if=/dev/random of=bigsecret.img bs=1K count=1 iflag=fullblock
$ dd if=/dev/urandom of=bigsecret.img bs=40M count=1 iflag=fullblock
ノート: It is strongly recommended to always add the iflag=fullblock option to the dd command when the input file is /dev/random or /dev/urandom.

An alternative for /dev/urandom is to specify a block size smaller than 32 MiB, but a larger copy count. For example:

$ dd if=/dev/urandom of=bigsecret.img bs=1M count=40

When reading from a pipe, an alternative to iflag=fullblock is to limit bs to the PIPE_BUF constant value, defined in /usr/include/linux/limits.h [5]. For example:

$ cat input.img | dd of=output.img bs=4k count=100