Introduzione a Linux

1. Introduzione a Linux Prof. L. Ilardi

2. Sistema di Elaborazione • Un sistema di elaborazione è composto da un insieme di componenti fisici (hardware) tra cui la CPU, la memoria centrale, le unità di memoria di massa, e un insieme di programmi (software) che usano l’hardware per svolgere dei compiti di interesse per gli utenti del sistema. • Nella maggior parte dei computer moderni, i programmi attivati dagli utenti (applicazioni) non accedono all’hardware direttamente, ma attraverso la mediazione di uno strato di software detto Sistema Operativo.

3. Cos’è un sistema operativo? • Un Sistema Operativo (S.O.) è un insieme di programmi che operano sull’hardware di un calcolatore con l’obiettivo di: • semplificare lo sviluppo di programmi • realizzare politiche di gestione delle risorse hardware • Il Sistema Operativo si pone come interfaccia tra l’utente (o il software) e l’hardware, fornendone un’astrazione

4. Introduzione Linux è un sistema operativo il cui Kernel è stato sviluppato da Linus Torvald nel 1991. Esso si è sviluppato poi rapidamente perché il suo codice sorgente è stato immediatamente reso disponibile in rete

5. GNU/LINUX In realtà si deve parlare di sistema GNU/LINUX. GNU è il nome di un software completo UNIX-Compatibile, che rientra nella definizione di “Software libero”. Il progetto GNU, era completo, tranne un componente: il Kernel Quindi combinare Linux con il sistema GNU, ha prodotto il sistema completo oggi in uso

6. Software Libero Il nucleo di LINUX è distribuito in accordo con la GNU General Public License (GPL), i cui termini sono stabiliti dalla Free Software Fondation Il sistema LINUX non è di pubblico dominio, tuttavia è LIBERO

7. Componenti del Sistema 1/2

8. Componenti del Sistema 2/2 • Kernel è il responsabile del mantenimento di tutte le più importanti astrazioni del sistema operativo • System Libraries definisce un set standard di funzioni, attraverso cui le applicazioni possono interagire con il kernel. • System Utilities sono programmi che compiono compiti specializzati di gestione, come quelli di configurazione.

9. Autenticazione • Sistema multi-utente, multi-processo • In ingresso al sistema forniamo username e password • Il file etc/passwd contiene tutte le informazioni relativa all’utente: • account : password : numero_utente: numero_di_gruppo : commenti : cartella : programma_di_avvio • Esempio: root:x:0:0:root:/root:/bin/bash • La password non è però memorizzata in tale file • Verificate la corrispondenza delle informazioni, esegue la shell associata alla username presentata

10. Esempio passwd

11. La Shell Bash • La Shell è un’interfaccia tra l’utente ed il sistema operativo. Il suo compito è leggere i comandi impostati dall’utente, interpretarli e richiedere al sistema l’esecuzione delle operazioni corrispondenti. BASH è il nome della shell di Linux più diffusa. • nei primi sistemi, l’utilizzo della shell avveniva attraverso terminali alfanumerici (tipicamente connessi al computer tramite linee seriali o modem) detti TTY (da TeleTYpe) • attualmente si accede alla shell attraverso programmi che “emulano” il funzionamento dei terminali in una finestra dello schermo

12. Come si presenta il prompt • il prompt di bash (personalizzabile dall’utente) contiene informazioni come il nome della macchina, la directory corrente e il nome dell’utente, seguite dal carattere “$” • quando viene visualizzato il prompt, l’utente può digitare un comando per la shell; il comando viene terminato dal tasto di fine linea • la shell interpreta ed esegue il comando (che può produrre la stampa di informazioni di output), dopodiché presenta di nuovo il prompt e si rimette in attesa

13. Bash

14. Sintassi comandi • La sintassi dei comandi di base è semplice: • comando [argomento...] [modificatore...] • il nome del comando indica l’operazione da effettuare • gli argomenti (separati da spazi) specificano opzioni del comando o i dati su cui il comando deve agire (tipicamente, nomi dei file) • i modificatori (introdotti da caratteri speciali) sono interpretati dalla shell e cambiano il modo in cui la shell esegue il comando

15. Per incominciare… • man [sezione] comando • visualizza la documentazione del comando passato come argomento (se disponibile) • durante la visualizzazione, si usa il tasto “spazio” per andare avanti, il tasto “b” per tornare indietro e il tasto “q” per uscire dal manuale • il manuale è diviso in diverse sezioni, che contengono oltre ai comandi della shell, le API del sistema operativo, la libreria standard del C e altre informazioni; è possibile specificare una particolare sezione premettendo il suo numero al nome del comando; esempio: • man 1 kill # comando kill della shell • man 2 kill # system call kill

16. man

17. Comandi Shell • Muoversi nel File System • Agire sui file e sulle directory • Verificare e modificare permessi e protezioni sui file • Ottenere informazioni sui processi

18. File System 1/2 • Il file system, è il sistema di gestione delle informazioni memorizzate sulla memoria di massa • Un file è essenzialmente un contenitore di dati omogenei. • In Linux il nome di un file non può iniziare con un numero e non può contenere caratteri particolari come punti interrogativi o asterischi • Linux è un sistema case sensitive • Esistono diversi tipi di file: i file comuni, le directory, i file a caratteri e i file a blocchi • In un sistema Linux ogni file viene collocato all'interno di una directory.

19. File System 2/2 Un filesystem composto da directory può anche essere paragonato ad un albero, dove la directory principale o root o radice o /, rappresenta il tronco, mentre le sottodirectory rappresentano i rami dell'albero. Partendo dalla directory radice si può arrivare ad un file qualsiasi all'interno di una qualsiasi directory, così come partendo dal tronco si può arrivare ad una foglia qualsiasi di un ramo qualsiasi dell'albero

20. Porzione File System Linux etc home passwd marco Andrea nora lettere corso.txt / bin vmlinuz bash ls

21. Comandi per muoversi nel file system • se un pathname comincia con ‘/’, il punto di partenza del percorso è la root directory, e il pathname si dice assoluto, altrimenti il percorso comincia dalla directory corrente, e il pathname si dice relativo; • il comando che consente di cambiare directory corrente è: • cd [pathname] • se il pathname non è indicato, ritorna alla home • il comando pwd stampa il pathname della directory corrente

22. Comandi per muoversi nel File System • Quando viene creata una nuova directory, vengono create in automatico due “sottodirectory speciali” chiamate . (punto) e .. (punto punto). • La prima fa riferimento alla directory corrente, la seconda alla directory padre. • mkdir e rmdir invece creano e distruggono una directory specificata con pathname • $ mkdir ./prova Crea una nuova sottodirectory della directory corrente

23. Comando ls • mostra il contenuto di una directory. • La sintassi è: ls [opzioni...] [pathname...] • se non viene specificato un pathname, mostra il contenuto della directory corrente se il pathname indica una directory, mostra il contenuto della directory specificata altrimenti mostra le informazioni relative al file indicato dal pathname • normalmente viene mostrato solo il nome dei file; l’opzione -l visualizza informazioni più ́ dettagliate

24. Comandi sui file • Le operazioni di base sui file: • cp copia uno o più file • mv rinomina o sposta uno o più file • rm cancella uno o più file; • Nota bene: non è possibile annullare la cancellazione! • Le opzioni di questi comandi consentono (tra le altre cose) di effettuare le operazioni ricorsivamente su un intero albero di directory. • Il comando mv funziona anche con le directory; i comandi cp e rm funzionano con le directory se si utilizza un’apposita opzione.

25. sintassi comandi

26. Esempio Comandi

28. Caratteri Speciali 1/2 • Se l’argomento di un comando contiene il carattere ? o il carattere *, la shell espande l’argomento sostituendolo con la lista dei nomi dei file che “combaciano” con l’argomento, dove un nome di file viene considerato combaciante se: • i caratteri non speciali dell’argomento corrispondono a caratteri identici del nome del file • le occorrenze del carattere ? nell’argomento corrispondono a un singolo carattere qualsiasi del nome del file • le occorrenze del carattere * nell’argomento corrispondono a sequenze (anche vuote) di caratteri qualsiasi nel nome del file

29. Caratteri Speciali 2/2 • Anche i caratteri [ e ] (parentesi quadre) e { e } (parentesi graffe) sono espansi facendo riferimento ai nomi dei file; in particolare: • la sequenza [abc...] nell’argomento può combaciare con uno qualsiasi dei caratteri ‘abc...’ nel nome del file; è possibile indicare anche intervalli di caratteri con una notazione del tipo: [a-z] (tutti i caratteri da ‘a’ fino a ‘z’ inclusi) • la sequenza [ˆabc...] nell’argomento può combaciare con un singolo carattere che non sia uguale a nessuno dei caratteri ‘abc...’; anche in questo caso è possibile specificare intervalli • la sequenza {xxx,yyy,zzz,...} nell’argomento può combaciare con una qualsiasi delle stringhe ‘xxx’, ‘yyy’, ’zzz’, ...

30. Esempi caratteri speciali • esempi ? e * • Esempi [ e ] e { e } • * tutti i file della directory corrente • ??? tutti i file della directory corrente con un nome di tre caratteri • *.txt tutti i file il cui nome finisce in .txt nella directory corrente • *pp* tutti i file il cui nome contiene la sottostringa ‘pp’ nella directory corrente • */*.pdf tutti i file il cui nome finisce in .pdf contenuti in sottodirectory della directory corrente • ../x??/* tutti i file contenuti in una directory il cui nome è ‘x’ seguita da due caratteri, che si trova nella parent della directory corrente • [aeiou]* tutti i file (della directory corrente) il cui nome comincia per vocale • [ˆaeiou]* tutti i file il cui nome non comincia per vocale • *[0-9][0-9]* tutti i file il cui nome contiene due cifre decimali consecutive • [0-9a-f]* tutti i file il cui nome comincia per una cifra esadecimale • *.{pdf,txt} tutti i file il cui nome termina in .pdf oppure in .txt

31. bin … home gabriele nora oro collane gioielli altro bianco giallo melodia / Esercizio • Data la porzione di file system a lato, utilizzando solo pathname assoluti, indicare i comandi necessari per visualizzare: • I nomi dei file sotto la directory oro • I nomi dei file presenti sotto la directory gabriele • I nomi dei file presenti sotto la directory bin

32. Esercizio • Data la stessa porzione di file system, supponendo di essere posizionati nella directory nora, scrivere i comandi necessari per: • Copiare il file collane su un file novecento sotto la stessa directory oro, usando pathname assoluti • Copiare il file bianco in biancoAntico, sotto la stessa directory gioielli, usando pathname relativi • Copiare tutti i file presenti nella directory gioielli sotto la directory altro • Provare a usare il comando copia con opzione –i, per copiare bianco in giallo

33. find Il comando find consente di effettuare in modo semplice la visita di un albero di directory, selezionando i file che soddisfano alcune condizioni e applicando ad essi delle operazioni. Sintassi: find pathname... [operazioni...] i pathname specificati indicano i punti di partenza della visita ricorsiva delle directory le operazioni sono usate sia per specificare i criteri di selezione dei file, che le azioni da effettuare su ciascun file (o sottodirectory) selezionato per default, sono selezionati tutti i file, e l’azione effettuata è la stampa su standard output del pathname di ciascun file selezionato

34. Alcuni criteri di selezione per find

35. Alcune Azioni

36. Alcuni esempi

37. Esercizi • Scrivere nel file large.txt l’elenco dei file di piu di un megabyte. • Scrivere nel file modificati.txt, l’alenco dei file modificati da meno di 10 giorni • Copiare tutti i file con estensione pdf e txt in una cartella mydocuments.

38. Protezione dei File 1/2 Ad ogni file e directory, il sistema associa una serie di informazioni tra cui: Nome del proprietario Nome del gruppo di appartenenza Tipo di file Dimensione Permessi di accesso al file Un indirizzo ai blocchi del disco su cui è memorizzato il contenuto del file I permessi di accesso al file sono descritti da tre triple di attributi di protezione. Ogni tripla consiste di tre flag Accesso in lettura, flag “r” Accesso in scrittura, flag “w” Accesso in esecuzione, flag “x”

39. Protezione dei File 2/2 • Mediante il comando “ls –l” si possono ottenere diverse informazioni sui file, tra cui le informazioni sul tipo di file e le protezioni in corrispondenza della prima colonna. • -rw-r--r-- • drwxrwx--x • Il primo elemento indica il tipo di file: • -: file normale • d: directory • c: file speciale a caratteri • b: file speciale a blocchi • p: indica che il file è di tipo FIFO • l: riferimento simbolico ad un file I rimanenti si riferiscono come dicevamo ai permessi associati al proprietario, al gruppo associato al proprietario e a tutti gli altri. Il simbolo x, ha significato di “permesso di esecuzione” nel caso di file, di “permesso di attraversamento” nel caso di directory. Se non si ha il permesso di attraversamento, non si può in alcun modo usare un file o una sottodirectory al di sotto di essa.

40. esempio

41. Esempio permessi

42. root • Il termine root (o super utente o superuser) viene utilizzato nei sistemi Linux, per indicare il nome utente predefinito dell’amministratore di sistema. • L’utente root è colui in grado di compiere operazioni non consentite ad utenti standard • Esso può lavorare su ogni risorsa senza essere limitato dai permessi • Il super user ha poteri assoluti sul sistema. Il suo prompt standard è il carattere “#”. • Un utente qualunque in possesso della password di root può trasformarsi in super user con il comando su. • su [-] [nome utente] • Ossia il comando permette non solo di essere utente root, ma anche di impersonare un qualunque altro utente.

43. Cambiare i permessi • I comandi per la modifica dei permessi, tipicamente in modalità super user, sono i seguenti: • chown [-opzioni] nuovo_utente file • chgrp [-opzioni] nuovo_gruppo file • Ad un utente è permesso modificare il permesso dei file che gli appartengono tramite il comando: • chmod [-opzioni] modifica_permessi file

44. Forma simbolica

45. Forma ottale • La forma ottale è costituita da 3-4 cifre che possono assumere valore da 0 a 7. La prima è opzionale e non la trattiamo. Ogni cifra è interpretata come somma delle prime 3 potenze del 2( 20,21, 22): • 0400 lettura consentita al proprietario • 0200 scrittura consentita al proprietario • 0100 esecuzione consentita al proprietario • 0040 lettura consentita al gruppo • 0020 scrittura consentita al gruppo • 0010 esecuzione consentita al gruppo • 0004 lettura consentita agli altri • 0002 scrittura consentita agli altri • 0001 esecuzione consentita agli altri

46. Esempi comandi

47. Esercizi per cambio dei permessi • Dare al file risultati di nostra proprietà, presente sotto la directory corrente, i permessi di: • Solo lettura da parte di qualunque utente; • Lettura, scrittura, esecuzione per noi e nulla per gli altri • Scrittura ed esecuzione per noi e solo esecuzione per gli atri • Lettura, scrittura ed esecuzione per noi e per il nostro gruppo e solo lettura per gli altri Il tutto usando sia la notazione simbolica che la notazione ottale

48. Standard input, standard output, standard error • I processi lanciati dalla shell hanno sempre almeno tre stream aperti: • lo standard input, normalmente collegato alla tastiera, da cui vengono effettuate operazioni come la scanf del C • lo standard output, normalmente collegato al terminale, su cui vengono effettuate operazioni come la printf del C • lo standard error, anch’esso associato al terminale, su cui di solito i comandi effettuano la scrittura dei messaggi di errore • La shell consente, attraverso modificatori sulla linea di comando, di associare questi stream a qualcosa di diverso dalla tastiera e dal terminale.

49. Per ridirigere lo standard input e standard output • Sintassi • comando < pathname • quando il processo effettua un’operazione di input, il dato viene letto dal file specificato in luogo della tastiera • il file deve essere un file di testo contenente la sequenza di caratteri che l’utente avrebbe digitato da tastiera • Sintassi • comando > pathname • comando >> pathname • quando il processo effettua un’operazione di output, il dato viene scritto sul file specificato anzichè sul terminale • la prima forma cancella il vecchio contenuto del file prima dell’esecuzione del comando • con la seconda forma, l’output del comando viene aggiunto in coda al contenuto precedente del file

50. Thread e Processi • Un processo è un programma in esecuzione che utilizza le risorse ad esso allocate. • Un thread (detto processo leggero) è un flusso di esecuzione che condivide delle risorse con altri thread. • I processi rappresentano l’esecuzione di un unico programma, mentre i thread rappresentano contesti di esecuzione distinti e concorrenti all’interno di un singolo processo che esegue un singolo programma • Il kernel di Linux non distingue tra thread e processi. • Un thread è un particolare tipo di processo che condivide delle strutture con altri processi