Capitolo 5.   Introduzione a GNU/Linux

Il sistema operativo GNU/Linux è il risultato di una serie molto grande di apporti da diversi ambienti Unix. Quindi, gran parte di ciò che riguarda o compone GNU/Linux, non è esclusivo di questo ambiente.

Questo capitolo introduttivo è rivolto a tutti i lettori che non hanno avuto esperienze con Unix, ma anche chi ha già una conoscenza di Unix farebbe bene a darci un'occhiata.

5.1   Distinzione tra lettere maiuscole e lettere minuscole

I sistemi operativi Unix, come GNU/Linux, sono sensibili alla differenza tra le lettere maiuscole e minuscole. La differenza è sostanziale, per cui gli ipotetici file denominati: Ciao, cIao, CIAO, ecc. sono tutti diversi.

Non bisogna confondere questa caratteristica con quello che può succedere in altri ambienti, come per esempio MS-Windows 95/98/NT/2000, che preservano l'indicazione delle lettere maiuscole o minuscole, ma che poi non fanno differenza quando si vuole fare riferimento a quei file.

Quando in un contesto si fa differenza tra maiuscole e minuscole, capita spesso di vederlo definito come case sensitive, mentre per converso, quando non si fa differenza, come case insensitive.

5.2   Root

Negli ambienti Unix si fa spesso riferimento al termine root in vari contesti e con significati differenti. Root è la radice, o l'origine, senza altri significati. A seconda del contesto, ne rappresenta l'origine, o il punto iniziale. Per esempio, si può avere:

• una directory root, che è la directory principale di un file system, ovvero la directory radice;

• un file system root, che è il file system principale di un gruppo che si unisce insieme;

• un utente root, che è l'amministratore;

• un dominio root, che è il dominio principale;

• una finestra root che è quella principale, ovvero la superficie grafica (desktop) su cui si appoggiano le altre finestre del sistema grafico X.

Le situazioni in cui si presenta questa definizione possono essere molte di più. L'importante, per ora, è avere chiara l'estensione del significato di questa parola.

5.3   Utenti

GNU/Linux, come gli altri sistemi derivati da Unix, è multiutente. La multiutenza implica una distinzione tra i vari utenti. Fondamentalmente si distingue tra l'amministratore del sistema, o superuser, e gli altri utenti.

L'amministratore del sistema è quell'utente che può fare tutto ciò che vuole, soprattutto rischia di produrre gravi danni anche solo per piccole disattenzioni.

L'utente comune è quello che utilizza il sistema senza pretendere di organizzarlo e non gli è possibile avviare programmi o accedere a dati che non lo riguardano.

5.3.1   Registrazione dell'utenza

Per poter utilizzare un sistema di questo tipo, occorre essere stati registrati, ovvero, è necessario avere ottenuto un account.

Dal punto di vista dell'utente, l'account è un nome abbinato a una parola d'ordine che gli permette di essere riconosciuto e quindi di poter accedere. Oltre a questo, l'account stabilisce l'appartenenza a un gruppo di utenti.

5.3.2   Monoutenza

I sistemi Unix e i programmi che su questi sistemi possono essere utilizzati, non sono predisposti per un utilizzo distratto: gli ordini non vengono discussi. Molti piccoli errori possono essere disastrosi se sono compiuti dall'utente root.

È molto importante evitare il più possibile di utilizzare il sistema in qualità di utente amministratore (root) anche quando si è l'unico utilizzatore del proprio elaboratore.

5.4   Composizione

Il sistema operativo GNU/Linux, così come tutti i sistemi operativi Unix, è composto essenzialmente da:

• un sistema di avvio o boot;

• un kernel;

• un file system;

• un sistema di inizializzazione e gestione dei processi in esecuzione;

• un sistema di gestione della rete;

• un sistema di gestione delle stampe;

• un sistema di registrazione e controllo degli accessi;

• una shell (interprete dei comandi);

• alcuni programmi di servizio (utility) per la gestione del sistema;

• strumenti di sviluppo software (C/C++).

5.4.1   Avvio

Il boot è il modo con cui un sistema operativo può essere avviato quando l'elaboratore viene acceso. Di solito, il software registrato su ROM degli elaboratori basati sull'uso di dischi, è fatto in modo da eseguire le istruzioni contenute nel primo settore di un dischetto, oppure, in sua mancanza, del cosiddetto MBR (Master boot record) che è il primo settore del primo disco fisso. Il codice contenuto nel settore di avvio di un dischetto o del disco fisso, provvede all'esecuzione del kernel (lo avvia).

Con GNU/Linux installato in un elaboratore i386, la configurazione e la gestione del sistema di avvio viene fatta principalmente attraverso tre modi possibili:

• LILO, che è in grado di predisporre un settore di avvio su un dischetto, sull'MBR o sul primo settore della partizione contenente GNU/Linux;

• GRUB, che è funzionalmente simile a LILO;

• Loadlin, che permette di avviare l'esecuzione di un kernel Linux da una sessione Dos.

5.4.2   Kernel

Il kernel, come suggerisce il nome, è il nocciolo del sistema operativo. I programmi utilizzano il kernel per le loro attività e in questa maniera sono sollevati dall'agire direttamente con la CPU. Di solito, è costituito da un file unico, il cui nome potrebbe essere vmlinuz (oppure zImage, bzImage e altri), ma può comprendere anche moduli aggiuntivi, per la gestione di componenti hardware specifici che devono poter essere attivati e disattivati durante il funzionamento del sistema.

Quando il kernel viene avviato (attraverso il sistema di avvio), esegue una serie di controlli diagnostici in base ai tipi di dispositivi (componenti hardware) per il quale è stato predisposto, quindi monta (mount) il file system principale (root) e infine avvia la procedura di inizializzazione del sistema (Init).

5.4.3   File system

Il file system è il modo con cui sono organizzati i dati all'interno di un disco o di una sua partizione. Nei sistemi operativi Unix non esiste la possibilità di distinguere tra un'unità di memorizzazione e un'altra, come avviene nel Dos, in cui ogni disco o partizione sono contrassegnati da una lettera dell'alfabeto (A:, B:, C:). Nei sistemi Unix, tutti i file system cui si vuole poter accedere devono essere concatenati assieme, in modo da formare un solo file system globale.

Quando un sistema Unix viene avviato, si attiva il file system principale, o root, quindi possono essere collegati a questo altri file system a partire da una directory o sottodirectory di quella principale. Dal momento che per accedere ai dati di un file system diverso da quello principale occorre che questo sia collegato, nello stesso modo, per poter rimuovere l'unità di memorizzazione contenente questo file system, occorre interrompere il collegamento. Ciò significa che, nei sistemi Unix, non si può inserire un dischetto, accedervi immediatamente e toglierlo quando si vuole: occorre dire al sistema di collegare il file system del dischetto, quindi lo si può usare come parte dell'unico file system globale. Al termine si deve interrompere questo collegamento e solo allora si può rimuovere il dischetto.

L'operazione con cui si collega un file system secondario nel file system globale viene detta mount, per cui si utilizza normalmente il verbo montare con questo significato; l'operazione inversa viene detta unmount e conseguentemente si utilizza il verbo smontare. La directory a partire dalla quale si inserisce un altro file system è il mount point, che potrebbe essere definito come il punto di innesto.

5.4.4   Inizializzazione e gestione dei processi

GNU/Linux, come tutti i sistemi Unix, è in multiprogrammazione, ovvero multitasking, cioè in grado di eseguire diversi programmi, o processi elaborativi, contemporaneamente. Per poter realizzare questo, esiste un gestore dei processi elaborativi: Init, realizzato in pratica dall'eseguibile init, che viene avviato subito dopo l'attivazione del file system principale, allo scopo di occuparsi di eseguire la procedura di inizializzazione del sistema. In pratica, esegue una serie di istruzioni necessarie alla configurazione corretta del sistema particolare che si sta avviando.

5.4.5   Demone

Molti servizi sono svolti da programmi che vengono avviati durante la fase di inizializzazione del sistema e quindi compiono silenziosamente la loro attività. Questi programmi sono detti demoni (daemon) e questo termine va considerato come equivalente a «servente» o «esperto».

5.4.6   Gestione dei servizi di rete

Nei sistemi Unix la gestione della rete è un elemento essenziale e normalmente presente. I servizi di rete vengono svolti da una serie di demoni attivati in fase di inizializzazione del sistema. Nei sistemi GNU/Linux, i servizi di rete sono controllati fondamentalmente da tre demoni:

• inetd che si occupa di attivare di volta in volta, quando necessario, alcuni demoni che poi gestiscono servizi specifici;

• tcpd che si occupa di controllare e filtrare l'utilizzazione dei servizi offerti dal proprio sistema contro gli accessi indesiderati;

• rpc.portmap (oppure solo portmap) che si occupa del protocollo RPC (Remote procedure call).

Un servizio molto importante nelle reti locali consente di condividere porzioni di file system da e verso altri elaboratori connessi. Questo si ottiene con il protocollo NFS che permette quindi di realizzare dei file system di rete.

5.4.7   Gestione della stampa

Tutti i sistemi operativi in multiprogrammazione (multitasking) hanno un sistema di coda di stampa (spool). GNU/Linux utilizza normalmente il demone lpd che in particolare è anche in grado di ricevere richieste di stampa remote e di inviare richieste di stampa a elaboratori remoti.

5.4.8   Registrazione e controllo degli accessi

I sistemi Unix, oltre che essere in multiprogrammazione sono anche multiutente, cioè possono essere usati da più utenti contemporaneamente. La multiutenza dei sistemi Unix è da considerare nel modo più ampio possibile, nel senso che si può accedere all'utilizzo dell'elaboratore attraverso la console, terminali locali connessi attraverso porte seriali, terminali locali connessi attraverso una rete locale e terminali remoti connessi attraverso il modem.

In queste condizioni, il controllo dell'utilizzazione del sistema è essenziale. Per questo, ogni utente che accede deve essere stato registrato precedentemente, con un nome e una parola d'ordine, o password.

La fase in cui un utente viene riconosciuto e quindi gli viene consentito di agire, è detta login. Così, la conclusione dell'attività da parte di un utente è detta logout.

5.4.9   Shell: interprete dei comandi

Ciò che permette a un utente di interagire con un sistema operativo è la shell, che si occupa di interpretare ed eseguire i comandi dati dall'utente.

Dal punto di vista pratico, il funzionamento di un sistema Unix dipende molto dalla shell utilizzata, di conseguenza, la scelta della shell è molto importante. La shell standard del sistema GNU/Linux è Bash (il programma bash).

Una shell Unix normale svolge i compiti seguenti:

• mostra l'invito, o prompt, all'inserimento dei comandi;

• interpreta la riga di comando data dall'utente;

• esegue delle sostituzioni, in base ai caratteri jolly e alle variabili di ambiente;⁽¹⁾

• mette a disposizione alcuni comandi interni;

• mette in esecuzione i programmi;

• gestisce la ridirezione dell'input e dell'output;

• è in grado di interpretare ed eseguire dei file script di shell.

5.4.10   Programmi di servizio per la gestione del sistema

I comandi interni di una shell non bastano per svolgere tutte le attività di amministrazione del sistema. I programmi di servizio sono quelli che di solito hanno piccole dimensioni, sono destinati a scopi specifici di amministrazione del sistema o anche solo di uso comune.

I programmi di servizio di uso comune sono contenuti solitamente all'interno delle directory /bin/ e /usr/bin/. Quelli riservati all'uso da parte dell'amministratore del sistema, l'utente root, sono contenuti normalmente in /sbin/ e /usr/sbin/ dove la lettera «s» iniziale, sta per superuser, con un chiaro riferimento all'amministratore.

5.4.11   Strumenti di sviluppo software

Tutti i sistemi operativi devono avere un mezzo per produrre del software. In particolare, un sistema operativo Unix deve essere in grado di compilare programmi scritti in linguaggio C/C++. Gli strumenti di sviluppo del sistema GNU/Linux, composti da un compilatore in linguaggio C/C++ e da altri programmi di contorno, sono indispensabili per poter installare del software distribuito in forma sorgente non compilata.

5.5   Arresto o riavvio del sistema

Qualunque sistema operativo in multiprogrammazione, tanto più se anche multiutente, deve prevedere una procedura di arresto del sistema che si occupi di chiudere tutte le attività in corso prima di consentire lo spegnimento fisico dell'elaboratore.

GNU/Linux permette solo all'utente root di avviare la procedura di arresto del sistema con il comando seguente:

# shutdown -h now

In teoria, negli elaboratori i386 è possibile utilizzare la combinazione [Ctrl+Alt+Canc] per riavviare il sistema, ma è sempre preferibile richiamare esplicitamente la procedura di arresto del sistema, specificando che si vuole il riavvio finale.

# shutdown -r now

5.6   Dispositivi

I vari componenti hardware di un elaboratore, sono rappresentati in un sistema Unix come file di dispositivo, contenuti normalmente nella directory /dev/ (device). Quando si vuole accedere direttamente a un dispositivo, lo si fa utilizzando il nome del file di dispositivo corrispondente.

5.6.1   Tipi

Esistono due categorie fondamentali di dispositivi:

• a carattere, cioè in grado di gestire i dati in blocchetti di un solo byte per volta;

• a blocchi, cioè in grado di gestire i dati solo in blocchi (settori) di una dimensione fissa.

Il dispositivo a caratteri tipico è la console o la porta seriale, mentre il dispositivo a blocchi tipico è un'unità a disco. A titolo di esempio, la tabella 5.1 mostra l'elenco di alcuni nomi di dispositivo di GNU/Linux.

Tabella 5.1. Alcuni nomi di dispositivo utilizzati da GNU/Linux.

Alcuni file di dispositivo non fanno riferimento a componenti hardware veri e propri. Il più noto di questi è /dev/null utilizzato come fonte per il «nulla» o come pattumiera senza fondo.

5.6.2   Nomi

I nomi utilizzati per distinguere i file di dispositivo, sono stati scelti in base a qualche criterio mnemonico e all'uso più frequente. Tuttavia non è detto che un dispositivo debba chiamarsi in un modo rispetto a un altro.

Sotto questo aspetto, le distribuzioni GNU/Linux non sono tutte uguali: ognuna interpreta in qualche modo questi nomi. Per fare un esempio, il dispositivo corrispondente all'unità a dischetti da 1 440 Kibyte, può corrispondere a questi nomi differenti:

• /dev/fd0H1440 per la distribuzione Red Hat;

• /dev/fd0u1440 per le distribuzioni Slackware, Debian e SuSE (è anche la sigla indicata nei sorgenti del kernel).

Le cose si complicano ancora di più quando si ha a che fare con sistemi Unix differenti. Quindi: attenzione.

5.6.3   Dischi

Le unità di memorizzazione a dischi sono dispositivi come gli altri, ma possono essere trattati in due modi diversi a seconda delle circostanze: i dischi, o le partizioni, possono essere visti come dei file enormi o come contenitori di file (file system).

Questa distinzione è importante perché capita spesso di utilizzare dischetti che non hanno alcuna struttura di dati essendo stati usati come se si trattasse di un file unico. Il caso più comune è dato dai dischetti di avvio contenenti solo il kernel: non si tratta di dischetti all'interno dei quali è stato copiato il file del kernel, ma si tratta di dischetti che sono il kernel.⁽²⁾

La visione che normalmente si ha delle unità di memorizzazione contenenti file e directory è un'astrazione gestita automaticamente dal sistema operativo. Questa astrazione si chiama file system.

5.7   Organizzazione di un file system Unix

Tutto ciò che è contenuto in un file system Unix è in forma di file: anche una directory è un file.

5.7.1   File normale

Quando si vuole fare riferimento a un file nel senso stretto del termine, ovvero un archivio di dati, se si vuole evitare qualunque ambiguità si utilizza il termine file normale, o regular file.

5.7.2   Directory

Una directory è un file speciale contenente riferimenti ad altri file. I dati contenuti in un file system sono organizzati in forma gerarchica schematizzabile attraverso un albero, ovvero un tipo particolare di grafo orientato che parte da una radice e si sviluppa in rami e nodi. La figura 5.2 mostra uno schema di un albero.

        ramo
       .----->o
       |            .------>o
       |    ramo    |
radice o----------->o-------->o nodo
       | 
       `------->o nodo

La radice è il nodo principale di questo grafo orientato, i rami rappresentano il collegamento (la discendenza) dei nodi successivi con quello di origine (il genitore). La radice corrisponde a una directory, mentre i nodi successivi possono essere directory, file di dati o file di altro genere.

Per identificare un nodo (file o directory) all'interno di questa gerarchia, si definisce il percorso (path). Il percorso è espresso da una sequenza di nomi di nodi che devono essere attraversati, separati da una barra obliqua (/). Il percorso idrogeno/carbonio/ossigeno rappresenta un attraversamento dei nodi idrogeno, carbonio e ossigeno.

Dal momento che il grafo di un sistema del genere ha un nodo di origine corrispondente alla radice, si distinguono due tipi di percorsi: relativo e assoluto.

• Percorso relativo

  Un percorso è relativo quando parte dalla posizione corrente (o attuale) del grafo per raggiungere la destinazione desiderata. Nel caso dell'esempio precedente, idrogeno/carbonio/ossigeno indica di attraversare il nodo idrogeno inteso come discendente della posizione corrente e quindi gli altri.

• Percorso assoluto

  Un percorso è assoluto quando parte dalla radice.

Il nodo della radice non ha un nome come gli altri: viene rappresentato con una sola barra obliqua (/), di conseguenza, un percorso che inizia con tale simbolo, è un percorso assoluto. Per esempio, /cloro/sodio indica un percorso assoluto che parte dalla radice per poi attraversare cloro e quindi raggiungere sodio.

Un albero è un grafo orientato, nel senso che i rami hanno una direzione (archi orientati), ovvero ogni nodo ha un genitore e può avere dei discendenti e il nodo radice rappresenta l'origine. Quando in un percorso si vuole tornare indietro verso il nodo genitore, non si usa il nome di questo, ma un simbolo speciale rappresentato da due punti in sequenza (..). Per esempio, ../potassio rappresenta un percorso relativo in cui si raggiunge il nodo finale, potassio, passando prima per il nodo genitore della posizione corrente.

In alcuni casi, per evitare equivoci, può essere utile poter identificare il nodo della posizione corrente. Il simbolo utilizzato è un punto singolo (.). Per cui, il percorso idrogeno/carbonio/ossigeno è esattamente uguale a ./idrogeno/carbonio/ossigeno.

5.7.3   Collegamenti

Un albero è tale purché esista uno e un solo percorso dalla radice a un qualunque altro nodo. Nei file system Unix non è necessariamente così; pertanto sono schematizzabili attraverso grafi orientati, ma non necessariamente degli alberi. Infatti è possibile inserire dei collegamenti aggiuntivi, o link, che permettono l'utilizzo di percorsi alternativi. Si distinguono due tipi di questi collegamenti: simbolici e fisici (hard).

• Collegamenti fisici, hard link

  Un collegamento fisico, o hard link, è un collegamento che una volta creato ha lo stesso livello di importanza di quelli originali e non è distinguibile da quelli.

• Collegamento simbolico, link simbolico, symlink

  Il collegamento simbolico, o link simbolico, è un file speciale contenente un riferimento a un altro percorso e quindi a un altro nodo del grafo di directory e file.

In generale si preferisce l'uso di collegamenti simbolici per poter distinguere la realtà (o meglio l'origine) dalla finzione. Utilizzando un collegamento simbolico si dichiara apertamente che si sta indicando una scorciatoia e non si perde di vista il percorso originale.

5.7.4   Nomi dei file

Non esiste una regola generale precisa che stabilisca quali siano i caratteri che possono essere usati per nominare un file. Esiste solo un modo per cercare di stare fuori dai guai: il simbolo / non deve essere utilizzato essendo il modo con cui si separano i nomi all'interno di un percorso; inoltre conviene limitarsi all'uso delle lettere dell'alfabeto inglese non accentate, dei numeri, del punto e del trattino basso.

Per convenzione, nei sistemi Unix i file che iniziano con un punto sono classificati come nascosti, perché vengono mostrati e utilizzati solo quando sono richiesti espressamente.

5.7.5   Permessi

I file di un file system Unix appartengono simultaneamente a un utente e a un gruppo di utenti. Per questo si parla di utente e gruppo proprietari, oppure semplicemente di proprietario e di gruppo.

L'utente proprietario può modificare i permessi di accesso ai suoi file, limitando questi anche per se stesso. Si distinguono tre tipi di accesso: lettura, scrittura, esecuzione. Il significato del tipo di accesso dipende dal file cui questo si intende applicare.

Per i file normali:

• l'accesso in lettura permette di leggerne il contenuto;

• l'accesso in scrittura permette di modificarne il contenuto;

• l'accesso in esecuzione permette di eseguirlo, se si tratta di un eseguibile binario o di uno script di qualunque tipo.

Per le directory:

• l'accesso in lettura permette di leggerne il contenuto, ovvero di poter conoscere l'elenco dei file in esse contenuti (di qualunque tipo essi siano);

• l'accesso in scrittura permette di modificarne il contenuto, ovvero di creare, eliminare e rinominare dei file;

• l'accesso in esecuzione permette di attraversare una directory.

I permessi di un file permettono di attribuire privilegi differenti per gli utenti, a seconda che si tratti del proprietario del file, di utenti appartenenti al gruppo proprietario⁽³⁾, oppure si tratti di utenti diversi. Così, per ogni file, un utente può ricadere in una di queste tre categorie: proprietario, gruppo o utente diverso.

I permessi si possono esprimere in due forme diverse: attraverso una stringa alfabetica o un numero.

5.7.5.1   Permessi espressi in forma di stringa

I permessi possono essere rappresentati attraverso una stringa di nove caratteri in cui possono apparire le lettere r, w, x, oppure un trattino (-). La presenza della lettera r indica un permesso di lettura, la lettera w indica un permesso di scrittura, la lettera x indica un permesso di esecuzione.

I primi tre caratteri della stringa rappresentano i privilegi concessi al proprietario stesso, il gruppetto di tre caratteri successivo rappresenta i privilegi degli utenti appartenenti al gruppo, il gruppetto finale di tre caratteri rappresenta i privilegi concessi agli altri utenti.

Esempi

rw-r--r--

L'utente proprietario può accedervi in lettura e scrittura, mentre sia gli appartenenti al gruppo che gli altri utenti possono solo accedervi in lettura.

rwxr-x---

L'utente proprietario può accedervi in lettura, scrittura ed esecuzione; gli utenti appartenenti al gruppo possono accedervi in lettura e in esecuzione; gli altri utenti non possono accedervi in alcun modo.

rw-------

L'utente proprietario può accedervi in lettura e scrittura, mentre tutti gli altri non possono accedervi affatto.

5.7.5.2   Permessi espressi in forma numerica

I permessi possono essere rappresentati attraverso una serie di tre cifre numeriche, in cui la prima rappresenta i privilegi dell'utente proprietario, la seconda quelli del gruppo e la terza quelli degli altri utenti. Il permesso di lettura corrisponde al numero quattro, il permesso di scrittura corrisponde al numero due, il permesso di esecuzione corrisponde al numero uno. Il numero che rappresenta il permesso attribuito a un tipo di utente, si ottiene sommando i numeri corrispondenti ai privilegi che si vogliono concedere.

Esempi

644

L'utente proprietario può accedervi in lettura e scrittura (4+2), mentre sia gli appartenenti al gruppo che gli altri utenti possono solo accedervi in lettura.

750

L'utente proprietario può accedervi in lettura, scrittura ed esecuzione (4+2+1); gli utenti appartenenti al gruppo possono accedervi in lettura e in esecuzione (4+1); gli altri utenti non possono accedervi in alcun modo.

600

L'utente proprietario può accedervi in lettura e scrittura (4+2), mentre tutti gli altri non possono accedervi affatto.

5.7.5.3   S-bit

I permessi dei file sono memorizzati in una sequenza di 9 bit, dove ogni gruppetto di tre rappresenta i permessi per una categoria di utenti (il proprietario, il gruppo, gli altri).

Assieme a questi 9 bit ne esistono altri tre, posti all'inizio, che permettono di indicare altrettante modalità: SUID (Set user identifier), SGID (Set group identifier) e Sticky (Save text image). Si tratta di attributi speciali che riguardano prevalentemente i file eseguibili. Solitamente non vengono usati e per lo più gli utenti comuni ignorano che esistano.

Tutto questo serve adesso per sapere il motivo per il quale spesso i permessi espressi in forma numerica (ottale) sono di quattro cifre, con la prima che normalmente è azzerata (l'argomento verrà ripreso nel capitolo 74).

Per esempio, la modalità 0644 rappresenta il permesso per l'utente proprietario di accedervi in lettura e scrittura, mentre agli altri utenti si concede di accedervi in sola lettura.

L'indicazione della presenza di questi bit attivati può essere vista anche nelle rappresentazioni in forma di stringa. L'elenco seguente mostra il numero ottale e la sigla corrispondente.

• SUID  = 4 = --s------

• SGID  = 2 = -----s---

• Sticky = 1 = --------t

Come si può osservare, questa indicazione prende il posto del permesso di esecuzione. Nel caso in cui il permesso di esecuzione corrispondente non sia attivato, la lettera (s o t) appare maiuscola.

5.7.6   Date

Tra gli attributi di un file ci sono anche tre indicazioni data-orario:

• la data e l'ora di creazione: viene modificata in particolare quando si cambia lo stato del file (permessi e proprietà) e si riferisce precisamente al cambiamento di inode (che verrà descritto più avanti);

• la data e l'ora di modifica: viene modificata quando si modifica il contenuto del file;

• la data e l'ora di accesso: viene modificata quando si accede al file anche solo in lettura.

5.8   Utenza e accesso

Una volta avviato un sistema Unix, prima che sia disponibile l'invito della shell, ovvero il prompt, occorre che l'utente sia riconosciuto dal sistema, attraverso la procedura di accesso (login). Quello che viene chiesto è l'inserimento del nome dell'utente (così come è stato registrato) e subito dopo la parola d'ordine (password) abbinata a quell'utente. Eccezionalmente può trattarsi di un utente senza parola d'ordine, così come avviene per i mini sistemi a dischetti fatti per consentire le operazioni di manutenzione eccezionale.

Si distingue solo tra due tipi di utenti: l'amministratore, il cui nome è root, e gli altri utenti comuni. L'utente root non ha alcun limite di azione, gli altri utenti dipendono dai permessi attribuiti ai file (e alle directory) oltre che dai vincoli posti direttamente da alcuni programmi.

In teoria, è possibile usare un elaboratore personale solo utilizzando i privilegi dell'utente root. In pratica, questo non conviene perché si perde di vista il significato della gestione dei permessi sui file e sulle directory, ma soprattutto si rendono vani i sistemi di sicurezza predefiniti contro gli errori. Per comprendere meglio questo concetto, basta pensare a cosa succede in un sistema Dos quando si esegue un comando come quello seguente:

C:\> DEL *.*

Prima di iniziare la cancellazione, il Dos chiede una conferma ulteriore, proprio perché non esiste alcun tipo di controllo. In un sistema Unix, di solito ciò non avviene: la cancellazione inizia immediatamente senza richiesta di conferme. Se i permessi consentono la cancellazione dei file solo all'utente root, un utente registrato in modo diverso non può fare alcun danno.

In conclusione, l'utente root deve stare molto attento a quello che fa proprio perché può accedere a qualunque funzione o file del sistema, inoltre il sistema non pone alcuna obiezione al suo comportamento. Invece, un utente comune è vincolato dai permessi sui file e dai programmi che possono impedirgli di eseguire certe attività, di conseguenza, è possibile lavorare con meno attenzione.

5.8.1   adduser o useradd

Di solito, nelle distribuzioni GNU/Linux si trova il programma di servizio adduser, oppure useradd, che consente all'utente root di aggiungere un nuovo utente. Il nome dell'utente non deve superare gli otto caratteri e tutti gli altri dati richiesti possono essere lasciati semplicemente al loro valore predefinito. Dopo la prima installazione del sistema GNU/Linux, è importante creare il proprio utente personale per poterlo usare senza i privilegi che ha l'amministratore.

5.8.2   exit

La shell comprende solitamente il comando exit che ne termina l'esecuzione. Se si tratta di una shell avviata automaticamente subito dopo l'accesso, il sistema provvederà ad avviare nuovamente la procedura di accesso.

5.9   Interpretazione dei comandi

Come già è stato indicato, l'interpretazione dei comandi è compito della shell. L'interpretazione dei comandi implica la sostituzione di alcuni simboli che hanno un significato speciale.

5.9.1   File globbing

Il glob (o globbing) è il metodo attraverso il quale, tramite un modello simbolico, è possibile indicare un gruppo di nomi di file. Corrisponde all'uso dei caratteri jolly del Dos, con la differenza fondamentale che è la shell a occuparsi della loro sostituzione e non i programmi. Di solito, si possono utilizzare i simboli seguenti:

• *

  l'asterisco rappresenta un gruppo qualsiasi di caratteri, compreso il punto, purché questo punto non si trovi all'inizio del nome;

• ?

  il punto interrogativo rappresenta un carattere qualsiasi, compreso il punto, purché questo punto non si trovi all'inizio del nome;

• [...]

  le parentesi quadre permettono di rappresentare un carattere qualsiasi tra quelli contenuti al loro interno, o un intervallo di caratteri possibili.

Dal momento che è la shell a eseguire la sostituzione dei caratteri jolly, la sintassi tipica di un programma di servizio è la seguente:

programma [opzioni] [file...]

Nei sistemi Dos si usa spesso la convenzione inversa, secondo cui l'indicazione dei file avviene prima delle opzioni. Da un punto di vista puramente logico, potrebbe sembrare più giusto l'approccio del Dos: si indica l'oggetto su cui agire e quindi si indica il modo. Facendo così si ottengono però una serie di svantaggi:

• ogni programma deve essere in grado di espandere i caratteri jolly per conto proprio;

• non è possibile utilizzare l'espansione delle variabili di ambiente e nemmeno di altri tipi;

• se si vogliono indicare elenchi di file che non possono essere espressi con i caratteri jolly, occorre che il programma sia in grado di gestire questa possibilità, di solito attraverso la lettura di un file esterno.

In pratica, il tipo di semplificazione utilizzato dal Dos è poi la fonte di una serie di complicazioni per i programmatori e per gli utilizzatori.

5.9.2   Tilde

Di solito, la shell si occupa di eseguire la sostituzione del carattere tilde (~). Nei sistemi Unix, ogni utente ha una directory personale, conosciuta comunemente come directory home. Il simbolo ~ da solo viene sostituito dalla shell con la directory personale dell'utente che sta utilizzando il sistema, mentre un nominativo-utente preceduto dal simbolo ~, viene sostituito dalla shell con la directory personale dell'utente indicato.

5.9.3   Variabili di ambiente

Le variabili di ambiente sono gestite dalla shell e costituiscono uno dei modi attraverso cui si configura un sistema. I programmi possono leggere alcune variabili di loro interesse e modificare il proprio comportamento in base al loro contenuto.

Una riga di comando può fare riferimento a una variabile di ambiente: la shell provvede a sostituirne l'indicazione con il suo contenuto.

5.10   Ridirezione e pipeline

I programmi, quando vengono eseguiti, hanno a disposizione alcuni canali standard per il flusso dei dati (input/output). Questi sono: standard input, standard output e standard error.

• Standard input

  Lo standard input viene utilizzato come fonte standard per i dati in ingresso (input) nel programma.

• Standard output

  Lo standard output viene utilizzato come destinazione standard per i dati in uscita (output) dal programma.

• Standard error

  Lo standard error, viene utilizzato come destinazione standard per i dati in uscita dal programma derivati da situazioni anomale.

Lo standard input è rappresentato di norma dai dati provenienti dalla tastiera del terminale. Lo standard output e lo standard error sono emessi normalmente attraverso lo schermo del terminale.

Per mezzo della shell si possono eseguire delle ridirezioni di questi flussi di dati, per esempio facendo in modo che lo standard output di un programma sia inserito come standard input di un altro, creando così una pipeline.

5.10.1   Ridirezione dello standard input

programma < file_di_dati

Si ridirige lo standard input utilizzando il simbolo minore (<) seguito dalla fonte alternativa di dati. Il programma a sinistra del simbolo < riceve come standard input il contenuto del file indicato a destra.

Esempi

$ sort < elenco.txt

Visualizza il contenuto del file elenco.txt dopo averlo riordinato.

5.10.2   Ridirezione dello standard output

programma > file_di_dati

Si ridirige lo standard output utilizzando il simbolo maggiore (>) seguito dalla destinazione alternativa dei dati. Il programma a sinistra del simbolo > emette il suo standard output all'interno del file indicato a destra che viene creato per l'occasione.

Lo standard output può essere aggiunto a un file preesistente; in tal caso si utilizza il simbolo >>.

Esempi

$ ls > elenco.txt

Genera il file elenco.txt con il risultato dell'esecuzione di ls.

$ ls >> elenco.txt

Aggiunge al file elenco.txt il risultato dell'esecuzione di ls.

5.10.3   Ridirezione dello standard error

programma 2> file_di_dati

Si ridirige lo standard error utilizzando il simbolo 2> seguito dalla destinazione alternativa dei dati. Il programma a sinistra del simbolo 2> emette il suo standard error all'interno del file indicato a destra che viene creato per l'occasione.

Lo standard error può essere aggiunto a un file preesistente; in tal caso si utilizza il simbolo 2>>.

Esempi

$ controlla 2> errori.txt

Genera il file errori.txt con il risultato dell'esecuzione dell'ipotetico programma controlla.

$ controlla 2>> errori.txt

Aggiunge al file errori.txt il risultato dell'esecuzione dell'ipotetico programma controlla.

5.10.4   Pipeline

programma1 | programma2 [ | programma3...]

Si ridirige lo standard output di un programma nello standard input di un altro, utilizzando il simbolo barra verticale (|). Il programma a sinistra del simbolo | emette il suo standard output nello standard input di quello che sta a destra.

Esempi

$ ls | sort

Riordina il risultato del comando ls.

$ ls | sort | less

Riordina il risultato del comando ls e quindi lo fa scorrere sullo schermo con l'aiuto del programma less.

5.11   Comandi e programmi di servizio di uso comune

In linea di principio, con il termine comando ci si dovrebbe riferire ai comandi interni di una shell, mentre con il termine utility, o semplicemente programma, si dovrebbe fare riferimento a programmi eseguibili esterni alla shell. Di fatto però, dal momento che si mette in esecuzione un programma impartendo un comando alla shell, con questo termine (comando) si fa spesso riferimento in maniera indistinta a comandi interni di shell o (in mancanza) a comandi esterni o programmi di servizio.

Naturalmente, questo ragionamento vale fino a quando si tratta di programmi di servizio di uso comune, non troppo complessi, che usano un sistema di input/output elementare. Sarebbe un po' difficile definire comando un programma di scrittura o un navigatore di Internet.

5.11.1   Interpretazione della sintassi

La sintassi di un programma o di un comando segue delle regole molto semplici.

• Le metavariabili, scritte in questo modo, descrivono l'informazione che deve essere inserita al loro posto.

• Le altre parole rappresentano dei termini chiave che, se usati, devono essere indicati così come appaiono nello schema sintattico.

• Quello che appare racchiuso tra parentesi quadre rappresenta una scelta facoltativa: può essere utilizzato o meno.

• La barra verticale (|) rappresenta la possibilità di scelta tra due possibilità alternative: quello che sta alla sua sinistra e quello che sta alla sua destra. Per esempio, uno | due rappresenta la possibilità di scegliere una tra le parole uno e due.

• Quello che appare racchiuso tra parentesi graffe rappresenta una scelta obbligatoria e serve in particolare per evitare equivoci nell'interpretazione quando si hanno più scelte alternative, separate attraverso il simbolo |. Seguono alcuni esempi.

  {uno | due | tre}

  Rappresenta la scelta obbligatoria di una tra le tre parole chiave: uno, due e tre.

  {-f file | --file=file}

  Rappresenta la scelta obbligatoria di una tra due opzioni equivalenti.

• I puntini di sospensione rappresentano la possibilità di aggiungere altri elementi dello stesso tipo di quello che li precede. Per esempio, file... rappresenta la metavariabile file che può essere seguita da altri valori dello stesso tipo rappresentato dalla metavariabile stessa.

Naturalmente, può capitare che i simboli utilizzati per rappresentare la sintassi, servano negli argomenti di un comando o di un programma. I casi più evidenti sono:

• le pipeline che utilizzano la barra verticale per indicare il flusso di dati tra un programma e il successivo;

• le parentesi graffe usate dalla shell Bash come tipo particolare di espansione.

Quando ciò accade, occorre fare attenzione al contesto per poter interpretare correttamente il significato di una sintassi, osservando gli esempi eventualmente proposti.

5.11.2   Organizzazione tipica

Il programma di servizio tipico ha la sintassi seguente:

programma [opzioni] [file...]

In questo caso, il nome del programma è proprio programma.

Opzioni

Normalmente vengono accettate una o più opzioni facoltative, espresse attraverso una lettera dell'alfabeto preceduta da un trattino (-a, -b,...). Queste possono essere usate separatamente oppure raggruppandole con un solo trattino seguito da tutte le lettere delle opzioni che si intendono selezionare. Quindi:

programma -a -b

è traducibile nel comando seguente:

programma -ab

I programmi più recenti includono opzioni descrittive formate da un nome preceduto da due trattini. In presenza di questi tipi di opzioni, non si possono fare aggregazioni nel modo appena visto.

A volte si incontrano opzioni che richiedono l'indicazione aggiuntiva di un altro argomento.

File

La maggior parte dei programmi di servizio esegue delle elaborazioni su file, generando un risultato che viene emesso normalmente attraverso lo standard output. Spesso, quando non vengono indicati file negli argomenti, l'input per l'elaborazione viene ottenuto dallo standard input.

Alcuni programmi permettono l'utilizzo del trattino (-) in sostituzione dell'indicazione di file in ingresso o in uscita, allo scopo di fare riferimento, rispettivamente, allo standard input e allo standard output.

5.12   Programma o eseguibile

In generale, quando si usa il termine «programma» non si chiarisce quale sia la sua estensione reale. Si può usare questo termine per identificare qualcosa che si compone di un solo file eseguibile, oppure un piccolo sistema composto da più componenti, che vengono comandate da un solo sistema frontale.

Spesso, in particolare all'interno di questo documento, quando si vuole fare riferimento a un programma inteso come un insieme di componenti, oppure come qualcosa di astratto per il quale nel contesto non conta il modo in cui viene avviato, lo si indica con un nome che non ha enfatizzazioni particolari e generalmente ha l'iniziale maiuscola. Per esempio, questo è il caso della shell Bash, a cui si è accennato, il cui eseguibile è in realtà bash.

Per evitare ambiguità, quando si vuole essere certi di fare riferimento a un programma eseguibile, si specifica proprio che si tratta di questo, cioè di un «eseguibile», mostrandolo attraverso enfatizzazioni di tipo dattilografico, scrivendo il nome esattamente nel modo in cui ciò va fatto per avviarlo.

5.13   L'ABC dei comandi GNU/Linux

Nelle sezioni seguenti vengono descritti in modo sommario alcuni programmi di servizio fondamentali. Gli esempi mostrati fanno riferimento all'uso della shell Bash che costituisce attualmente lo standard per GNU/Linux.

È importante ricordare che negli esempi viene mostrato un invito differente a seconda che ci si riferisca a un comando impartito da parte di un utente comune o da parte dell'amministratore: il dollaro ($) rappresenta un'azione di un utente comune, mentre il simbolo # rappresenta un'azione dell'utente root.

Chi lo desidera, può dare un'occhiata alla tabella 5.2, alla fine del capitolo, per farsi un'idea dei comandi del sistema GNU/Linux attraverso un abbinamento con il Dos.

5.13.1   ls

ls [opzioni] [file...]

Elenca i file contenuti in una directory.

Esempi

$ ls

Elenca il contenuto della directory corrente.

$ ls -l *.doc

Elenca tutti i file che terminano con il suffisso .doc che si trovano nella directory corrente. L'elenco contiene più dettagli sui file essendoci l'opzione -l.

5.13.2   cd

cd [directory]

Cambia la directory corrente.

Esempi

$ cd /tmp

Cambia la directory corrente, facendola diventare /tmp/.

$ cd ciao

Cambia la directory corrente, spostandosi nella directory ciao/ che discende da quella corrente.

$ cd ~

Cambia la directory corrente, spostandosi nella directory personale dell'utente.

$ cd ~daniele

Cambia la directory corrente, spostandosi nella directory personale dell'utente daniele.

5.13.3   mkdir

mkdir [opzioni] directory...

Crea una directory.

Esempi

$ mkdir cloro

Crea la directory cloro/, come discendente di quella corrente.

$ mkdir /sodio/cloro

Crea la directory cloro/, come discendente di /sodio/.

$ mkdir ~/cloro

Crea la directory cloro/, come discendente della directory personale dell'utente attuale.

5.13.4   cp

cp [opzioni] origine... destinazione

Copia uno o più file (incluse le directory) in un'unica destinazione.

Se vengono specificati solo i nomi di due file normali, il primo viene copiato sul secondo, viene cioè generata una copia che ha il nome indicato come destinazione. Se il secondo nome indicato è una directory, il file viene copiato nella directory con lo stesso nome di origine. Se vengono indicati più file, l'ultimo nome deve essere una directory e verranno generate le copie di tutti i file indicati, all'interno della directory di destinazione. Di conseguenza, quando si utilizzano i caratteri jolly, la destinazione deve essere una directory. In mancanza di altre indicazioni attraverso l'uso di opzioni adeguate, le directory non vengono copiate.

I file elencati nell'origine potrebbero essere in realtà dei collegamenti simbolici. Se non viene specificato diversamente attraverso l'uso delle opzioni, questi vengono copiati così come se fossero file normali; cioè la copia sarà ottenuta a partire dai file originali e non si otterrà quindi una copia dei collegamenti.

Alcune opzioni

-a

Equivalente a -dpR, utile per l'archiviazione o comunque per la copia di collegamenti simbolici così come sono.

-d

Copia i collegamenti simbolici mantenendoli come tali, invece di copiare il file a cui i collegamenti si riferiscono.

-f

Sovrascrittura forzata dei file di destinazione.

-l

Crea un collegamento fisico invece di copiare i file.

-p

Mantiene le proprietà e i permessi originali.

-r

Copia file e directory in modo ricorsivo (includendo le sottodirectory), considerando tutto ciò che non è una directory come un file normale.

-R

Copia file e directory in modo ricorsivo (includendo le sottodirectory).

Esempi

$ cp -r /test/* ~/prova

Copia il contenuto della directory /test/ in ~/prova/ copiando anche eventuali sottodirectory contenute in /test/.

Se ~/prova esiste già e non si tratta di una directory, questo file viene sovrascritto, perdendo quindi il suo contenuto originale.

$ cp -r /test ~/prova

Copia la directory /test/ in ~/prova/ (attaccando test/ a ~/prova/) copiando anche eventuali sottodirectory contenute in /test/.

$ cp -dpR /test ~/prova

Copia la directory /test/ in ~/prova/ (attaccando test/ a ~/prova/) copiando anche eventuali sottodirectory contenute in /test/, mantenendo inalterati i permessi e riproducendo i collegamenti simbolici eventuali.

5.13.5   ln

ln [opzioni] origine... destinazione

Crea uno o più collegamenti di file (incluse le directory) in un'unica destinazione.

Se vengono specificati solo i nomi di due file normali, il secondo diventa il collegamento del primo. Se il secondo nome indicato è una directory, al suo interno verranno creati altrettanti collegamenti quanti sono i file e le directory indicati come origine. I nomi utilizzati saranno gli stessi di quelli di origine. Se vengono indicati più file, l'ultimo nome deve corrispondere a una directory.

È ammissibile la creazione di collegamenti che fanno riferimento ad altri collegamenti.

Se ne possono creare di due tipi: collegamenti fisici e collegamenti simbolici. Questi ultimi sono da preferire (a meno che ci siano delle buone ragioni per utilizzare dei collegamenti fisici). Se non viene richiesto diversamente attraverso le opzioni, si generano dei collegamenti fisici invece che i consueti collegamenti simbolici.

Alcune opzioni

-s

Crea un collegamento simbolico.

-f

Sovrascrittura forzata dei file o dei collegamenti già esistenti nella destinazione.

Esempi

$ ln -s /test/* ~/prova

Crea, nella destinazione ~/prova/, una serie di collegamenti simbolici corrispondenti a tutti i file e a tutte le directory che si trovano all'interno di /test/.

$ ln -s /test ~/prova

Crea, nella destinazione ~/prova, un collegamento simbolico corrispondente al file o alla directory /test. Se ~/prova è una directory, viene creato il collegamento ~/prova/test; se ~/prova non esiste, viene creato il collegamento ~/prova.

5.13.6   rm

rm [opzioni] nome...

Rimuove i file indicati come argomento. In mancanza dell'indicazione delle opzioni necessarie, non vengono rimosse le directory.

Alcune opzioni

-r | -R

Rimuove il contenuto delle directory in modo ricorsivo.

Esempi

$ rm prova

Elimina il file prova.

$ rm ./-r

Elimina il file -r che inizia il suo nome con un trattino, senza confondersi con l'opzione -r (ricorsione).

$ rm -r ~/varie

Elimina la directory varie/ che risiede nella directory personale, insieme a tutte le sue sottodirectory eventuali.

Attenzione

# rm -r .*

Elimina tutti i file e le directory a partire dalla directory radice! In pratica elimina tutto.

Questo è un errore tipico di chi vuole cancellare tutte le directory nascoste (cioè quelle che iniziano con un punto) contenute nella directory corrente. Il disastro avviene perché nei sistemi Unix, .* rappresenta anche la directory corrente (.) e la directory precedente o genitrice (..).

5.13.7   mv

mv [opzioni] origine... destinazione

Sposta i file e le directory. Se vengono specificati solo i nomi di due elementi (file o directory), il primo viene spostato e rinominato in modo da ottenere quanto indicato come destinazione. Se vengono indicati più elementi (file o directory), l'ultimo attributo deve essere una directory: verranno spostati tutti gli elementi elencati nella directory di destinazione. Nel caso di spostamenti attraverso file system differenti, vengono spostati solo i cosiddetti file normali (quindi: niente collegamenti e niente directory).

Esempi

$ mv prova prova1

Cambia il nome del file (o della directory) prova in prova1.

$ mv * /tmp

sposta, all'interno di /tmp/, tutti i file e le directory che si trovano nella directory corrente.

5.13.8   cat

cat [opzioni] [file...]

Concatena dei file e ne emette il contenuto attraverso lo standard output. Il comando emette di seguito i file indicati come argomento attraverso lo standard output (sullo schermo), in pratica qualcosa di simile al comando TYPE del Dos. Se non viene fornito il nome di alcun file, viene utilizzato lo standard input.

Tabella 5.2. Comparazione tra alcuni comandi Dos e gli equivalenti per GNU/Linux attraverso degli esempi.

Esempi

$ cat prova prova1

Mostra di seguito il contenuto di prova e prova1.

$ cat prova prova1 > prova2

Genera il file prova2 come risultato del concatenamento in sequenza di prova e prova1.

1) La sostituzione dei caratteri jolly, ovvero dei metacaratteri, è il procedimento attraverso il quale alcuni caratteri speciali vengono tradotti in un elenco di nomi di file e directory corrispondenti. Negli ambienti Unix si utilizza il termine globbing per fare riferimento a questo concetto.

2) È anche possibile avere dischetti di avvio organizzati normalmente con un file system, ma questo particolare tipo di dischetti di avvio viene descritto più avanti.

3) Per gruppo proprietario si intende quello dell'utente proprietario.