Filesystem

22 marzo 2011

Questo capitolo è dedicato al filesystem di GNU/Linux ed attualmente offre una panoramica essenziale sul suo funzionamento.

Definizione e tipologie

1) Definizione: il filesystem è una struttura utilizzata per l'organizzazione dei dati in un dispositivo ad accesso diretto, ad esempio un disco rigido; tali dispositivi si contrappongono a quelli ad accesso sequenziale, tipicamente i nastri magnetici.

2) Tipi di filesystem:

• filesystem di GNU/Linux: ext2, ext3, ext4;
• filesystem dei CD-ROM: ISO9660.

Struttura del filesystem

1) Struttura:

• /: directory radice;
• /bin: contiene i file eseguibili essenziali (cat, ls, cp ...), statica e non condivisibile;
• /boot: contiene i file necessari al programma che gestisce l'avvio del sistema e, generalmente, anche il kernel, statica e non condivisibile;
• /dev: contiene i file dei dispositivi del sistema, statica e non condivisibile;
• /etc: contiene i file di configurazione caratteristici del sistema, statica e non condivisibile;
• /home: contiene le directory personali degli utenti del sistema, variabile e condivisibile;
• /initrd: da definire;
• /lib: contiene le librerie essenziali per il funzionamento del sistema, statica e non condivisibile;
• /lost+found: da definire;
• /media: contiene i punti di mount per i filesystem temporanei, variabile e non condivisibile;
• /mnt: contiene i punti di mount per i filesystem temporanei, variabile e non condivisibile;
• /opt: contiene pacchetti non indispensabili al funzionamento del sistema;
• /proc: da definire;
• /root: directory personale dell'amministratore del sistema, variabile e non condivisibile;
• /sbin: contiene i file eseguibili necessari all'avvio del sistema (utilizzabili quasi esclusivamente da parte dell'amministratore), statica e non condivisibile;
• /selinux: da definire;
• /srv: da definire;
• /sys: da definire;
• /tmp: contiene i file temporanei creati da alcuni programmi, variabile e non condivisibile;
• /usr: contiene la maggior parte dei programmi installati nel sistema, statica e condivisibile;
• /var: contiene i dati che possono venire modificati in tempo reale dai programmi, variabile e parzialmente condivisibile.

Tipi di file

Tutti gli elementi presenti in un filesystem GNU/Linux sono dei file. Partendo da questo presupposto, è facile comprendere come anche le directory, i dispositivi hardware, le partizioni dei dischi, etc., sono essi stessi dei file.

1) Tipi di file:

• file normali (-);
• directory (d);
• collegamenti simbolici (l);
• file in modalità a caratteri (c): file di sistema speciali (/dev/null) o periferiche (porte parallele, seriali) il cui contenuto non è bufferizzato, cioè non viene conservato in memoria;
• file in modalità a blocchi (b): periferiche il cui contenuto viene conservato in memoria, bufferizzato (dischi rigidi, partizioni, lettori floppy, lettory CD-ROM, etc.);
• pipe con nome (p);
• socket (s): file utilizzati per le connessioni di rete.

Inodi del filesystem

1) Definizione: ogni file presente in un filesystem GNU/Linux è rappresentato da un inodo archiviato su disco nella cosidetta tabella degli inodi. I file non vengono identificati dal sistema in base al loro nome ma facendo riferimento al relativo numero di inodo: i nomi dei file, invece, rappresentano soltanto dei collegamenti all'inodo stesso. In sostanza, l'inodo è il file.

Esempio:
creiamo un file di testo vuoto di nome alfa.txt:
$ touch alfa.txt
visualizziamone alcune proprietà:
$ ls -il alfa.txt
2760711 -rw-r--r-- 1 stefano stefano 0 2010-03-23 18:09 alfa.txt
il numero 2760711 identifica l'inodo del file appena creato, il terzo campo invece, il cui valore è 1, rappresenta il numero di collegamenti che puntano a quell'inodo, al momento esiste un solo collegamento, alfa.txt

A questo punto creiamo un nuovo collegamento all'inodo:
$ ln alfa.txt beta.txt
visualizziamo le proprietà di entrambi i collegamenti:
$ ls -il alfa.txt beta.txt
2760711 -rw-r--r-- 2 stefano stefano 0 2010-03-23 18:09 alfa.txt
2760711 -rw-r--r-- 2 stefano stefano 0 2010-03-23 18:09 beta.txt
la prima cosa da notare è che il numero di inodo è per entrambi i collegamenti identico, questo perché fanno riferimento allo stesso inodo, 2760711, inoltre il contatore dei collegamenti ha ora valore pari a 2.

Rimuoviamo quindi il collegamento originale, alfa.txt:
$ rm alfa.txt
visualizziamo le proprietà di beta.txt:
$ ls -il beta.txt
2760711 -rw-r--r-- 1 stefano stefano 0 2010-03-23 18:09 beta.txt
l'inodo 2760711 continua ad esistere, ed il numero dei collegamenti ad esso è sceso a 1.

Nota: il numero di collegamenti all'inodo di una directory è costituito dalla directory stessa (.), dalla directory immediatamente superiore (..) e dal numero di sotto-directory della directory medesima.

Gestione dei dispositivi

1) Innesto e disinnesto dei dispositivi hardware:

• comando per montare un dispositivo: mount <-t filesystem> <dispositivo> <punto di mount>
• comando per smontare un dispositivo: umount <dispositivo | punto di mount>

Dischetti e filesystem

1) Comando per inizializzare a basso livello un dischetto: fdformat <dispositivo>

2) Comando per creare un file system in un dischetto: mkfs.<filesystem> <dispositivo>

Filesystem disponibili:

• ext2;
• minix;
• msdos (previa installazione del pacchetto dosfstools).

File interessanti

Il seguente elenco riporta il percorso assoluto di alcuni file che ritengo utili nell'utilizzo quotidiano di GNU/Linux.

1) File interessanti:

• /dev/null: file di dispositivo utilizzato come fonte per il nulla;
• /etc/fstab: contiene informazioni relative ai filesystem statici che possono essere montati in automatico;
• /etc/modules: contiene l'elenco dei moduli del kernel caricati all'avvio.