Skráakerfið

Skráakerfið er það skipulag sem við höfum á skrám og möppum í stýrikerfinu. Almennt gildir að skrár innihalda gögn (runur af bætum) en möppur innihalda samansafn af skrám og möppum.

Stigveldið

Stýrikerfið í Linux myndar stigveldi (þrepaskiptingu) sem kallast tré (e. tree). Rót (e. root, athugið að rugla samt ekki við ofurpaurinn (e. superuser eða root)) skráakerfisins táknum við með /, en þaðan hvíslast allar aðrar möppur skráakerfisins út.

Skoðum örlítið dæmi.

/
├── etc
├── home
│   └── notandi
│       ├── notes
│       └── playground
└── usr
    └── bin

Hér að ofan sjáum við rótina efst (í heimi tölvunarfræðinnar vaxa tré niður á við). Undir rótinni höfum við þrjár möppur, þ.e. etc, home og usr. Undir home möppunni höfum við svo aðra möppu notandi, sem inniheldur eina skrá, notes, og eina möppu playground.

Við sjáum þannig af hverju þetta fyrirbæri kallast tré, þar sem möppur mynda greinar (e. branch) trésins, sem hvíslast út frá öðrum möppum, og skrár mynda laufin (e. leaf).

Slóðir

Slóð lýsir staðsetningu í skráakerfinu sem við getum hugsað sem eins konar leiðarlýsing að skrá eða möppu.

Algild slóð

Algild slóð (e. absolute path) er slóð sem lýsir staðsetningu skrár eða möppu frá rót skráakerfisins og byrjar því alltaf á /. Ef við skoðum litla dæmið að ofan, þá er algild slóð notes skráarinnar /home/notandi/notes.

Afstæð slóð

Afstæð slóð (e. relative path) tekur mið af vinnumöppu (e. current directory, working directory, current working directory). Þegar unnið er í skel og skipanir keyrðar er það ávallt gert í vinnumöppu. Þegar skelin er ræst, til dæmis, er vinnumappan allajafna heimamappan (e. home directory).

Afstæðar slóðir segja til um staðsetningu skrár, miðað við vinnumöppuna og hefjast því ekki á /. Ef við lítum aftur á litla dæmið að ofan, ef vinnumappan er /home, þá er afstæð slóð skráarinnar notes notandi/notes. Aftur á móti ef vinnumappan er /home/notandi þá er afstæða slóðin einfaldlega notes.

Styttingar

Í slóðum

• . merkir „hérna“.
• .. merkir yfirmappa (e. parent directory), þ.e. mappan sem inniheldur núverandi skrá eða möppu.
• ~ merkir heimamappan.

Að skipta um vinnumöppu

Skeljarskipunin cd (stytting á change directory) sér um að skipta um vinnumöppu. Skipunin tekur eina slóð sem viðfang og breytir vinnumöppunni í þá slóð, sé hún mappa. Ef slóðin er ekki til eða er ekki mappa fáum við villu og vinnumappan helst óbreytt.

Til að kanna hver núverandi vinnumappa er getum við notað skipunina pwd (stytting á print working directory), en með því að keyra

pwd
cd /etc
pwd        # Ætti að sýna /etc

Til að hoppa upp um möppu, þ.e. að breyta vinnumöppunni í yfirmöppu núverandi vinnumöppu, getum við notað .. og keyrt

pwd          # Ætti að sýna /etc
cd ..
pwd          # Ætti að sýna /

Til að breyta vinnumöppunni (aftur) í heimamöppuna getum við nýtt okkur styttinguna ~ og keyrt

pwd          # Ætti að sýna /
cd
pwd          # Ætti að sýna /home/<notandanafn>

Önnur aðgerð sem kann að reynast mjög hentug er að skipta aftur yfir í síðustu vinnumöppu, en með skipuninni

pwd          # Ætti að sýna /home/<notandanafn>
cd /etc
pwd          # Ætti að sýna /etc
cd -
pwd          # Ætti að sýna aftur /home/<notandanafn>

cd /home/notandi/skjöl
cd ../skjöl
cd ~/skjöl

Allt er skrá

Linux aðhyllist þá hugmyndafræði að allt sé skrá (e. everything is a file). Í stuttu máli þýðir það að skráakerfið er ekki bara listi yfir gögnin sem geymd eru á harða disknum, heldur hjúpun á marga ólíka hluti. Til að mynda eru eftirfarandi dæmi um skrár í Linux.

• Skjöl á hörðum diski.
• Möppur eru sérstakar tegundir af skrám.
• Upplýsingar um vélbúnað, þ.m.t. örgjörva og harða diska
• USB-tæki.
• Upplýsingar um uppitíma, álag á örgjörva, o.s.frv.
• Hver ferill er aðgengilegur sem mappa (undir /proc) sem inniheldur allar upplýsingar um hann.

Hvað er hvar?

Ýmsar hefðir varðandi stýrikerfi Linux hafa myndast í gegnum tíðina. Eftirfarandi tafla sýnir algengar möppur og tilgang þeirra. Athugið þó að mismunandi dreifingar (e. distro) Linux fylgja ekki endilega þessum hefðum.

Æfingaskrárnar í heimamöppunni

Þegar þú skráir þig inn á fylgiþjóninn færðu nokkrar æfingaskrár. Þær eru staðsettar í möppunni examples innan heimamöppunnar þinnar (~/examples). Þær eru þar til að þú getir prófað þær skipanirnar sem við komum til með að fjalla um.

Ef þú keyrir eftirfarandi skipanir í skelinni (við útskýrum þær nánar á eftir)

cd ~/examples
pwd
ls -la

munt þú meðal annars sjá eftirfarandi möppur og skrár:

• notes/ — textaskrár til að lesa, leita í og breyta.
• data/ — einföld gögn fyrir sort, cut, awk, wc og pípur.
• logs/ — annálaskrár fyrir leit og úrvinnslu.
• search/ — lítið möpputré fyrir find og grep.
• scripts/ — litlar skeljaskriftur til að keyra og stöðva.
• permissions/ — skrár til að æfa chmod.
• archives/ — pökkun og þjöppun með tar og zip.
• web/ — lítill æfingavefur fyrir curl, wget og python3 -m http.server.
• playground/ — örugg æfingamappa þar sem þú mátt búa til, færa og eyða skrám.

Að sýsla með skrár og möppur

Í þessum kafla munum við skoða nokkrar algengar skipanir sem tengjast skrám og möppum.

Að skoða sig um

Skipunin ls (stytting á list) sýnir innihald möppu. Ef ekkert viðfang er gefið sýnir hún innihald núverandi vinnumöppu, annars útlistar hún innihald möppunnar sem gefin er sem viðfang. Einnig er hægt að gefa ls skrá sem viðfang, en þá útlistar skipunin upplýsingar um hana.

Ýmsar stillingar eru í boði með ls, en ein sú algengasta er -l. Með henni sýnir ls ýmsar upplýsingar um skrár og möppur, þar með talið aðgangsheimildir, eigendur, stærð og hvenær síðasta uppfærsla átti sér stað.

cd ~/examples
ls                  # Sýnir möppur og skrár í vinnumöppunni
ls -l               # Sýnir möppur og skrár með aukaupplýsingum
ls -lh              # Stærð skráa í auðlesnara sniði

Hér fyrir neðan má sjá dæmi um keyrslu

$ ls -lh 
total 12K
drwxr-xr-x 2 skoli1 skoli-users 4.0K Jun  7 21:30 source
-rw-r--r-- 1 skoli1 skoli-users  331 Jun  7 21:30 source.tar.gz
-rw-r--r-- 1 skoli1 skoli-users  308 Jun  7 21:30 source.zip
──────────   ────── ─────────── ──── ──────────── ─────────────
    │           │        │        │        │            │
    │           │        │        │        │            └── Heiti skráar eða möppu
    │           │        │        │        └─────────────── Síðast breytt
    │           │        │        └──────────────────────── Stærð skráar
    │           │        └───────────────────────────────── Hópur
    │           └────────────────────────────────────────── Eigandi
    └────────────────────────────────────────────────────── Heimildir

Faldar skrár og möppur

Flestar skipanir og virkni koma fram við möppur og skrár sem byrja á punkti sem faldar. Til að sjá faldar skrár með ls notum við stillinguna -a eða --all.

cd
ls
ls -a
ls -la

Faldar skrár eru oft notaðar fyrir stillingarskrár, þ.e. skrár sem hafa að geyma stillingar fyrir ýmis forrit. Ef þú keyrir ls -a í heimamöppunni þinni sérðu ýmis dæmi þess, svo sem .bashrc, .profile og .ssh/.

cd ~/examples
ls -la
cat .hidden_note

Möppur

Skipunina mkdir (stytting á make directory) má nota til að búa til nýja möppu (og einnig fleiri en eina í einu). Einnig er hægt að búa til hreiðraðar (e. nested) möppur, þ.e. margar möppur þar sem hver inniheldur næstu, t.d. a/b/c, með því að gefa upp stillinguna -p eða --parents, en þá verða allar möppurnar (eða öll keðjan) búnar til í einu. Ef reynt er að búa til möppu sem hefur sama heiti og önnur mappa eða skrá skilar skipunin villu.

mkdir prufa                 # býr til möppuna prufa
mkdir -p a/b/c              # búa til margar hreiðraðar möppur í einu
mkdir prufa                 # villa: mappan er nú þegar til

Hægt er að fjarlægja tómar möppur með skipuninni rmdir (stytting á remove directory). Ef mappan er ekki tóm skilar skipunin villu.

rmdir prufa                 # eyðir möppunni prufa
rmdir a                     # villa: mappan er ekki tóm
rmdir a/b/c                 # eyðir möppunni c inni í möppunni a/b

Skrár

Margar leiðir eru í boði til að búa til skrár í Linux, en til að búa til tóma skrá (eða margar tómar skrár í einu) er m.a. hægt að nota skipunina touch. Viðfang skipunarinnar er nafn skráarinnar sem búa á til. Ef touch er keyrt á skrá, sem er nú þegar til, hefur það engin áhrif á innihald hennar en tímastimpill síðustu breytingar skráarinnar er uppfærður.

touch prufa.txt             # býr til prufa.txt í vinnumöppunni
touch a/b/prufa.txt         # býr til prufa.txt í möppunni a/b

Að færa og eyða

Hægt er að færa skrár og möppur með skipuninni mv (stytting á move). Hegðun skipunarinnar veltur á því hvort viðföng hennar séu möppur eða skrár. Viðföngin eru túlkuð á þann veg að síðasta viðfangið er áfangastaður (e. destination) og hin viðföngin eru frumrit (e. source).

Ef aðeins eitt frumrit er gefið og áfangastaðurinn er ekki til (þ.e.a.s. ekki er til mappa eða skrá sem heitir sama nafni), þá endurnefnir mv frumritið eftir áfangastaðnum. Þetta gerist óháð því hvort frumritið er mappa eða skrá.

mkdir prufa                 # býr aftur til möppuna prufa
mv prufa test               # mappan prufa heitir núna test
mv prufa.txt test.txt       # skráin prufa.txt heitir núna test.txt

Ef áfangastaðurinn er mappa eru öll upprunagögnin færð inn í áfangastaðinn, hvort sem þau eru möppur eða skrár.

mv test.txt a test          # Skráin test.txt og mappan a eru færð inn í möppuna test

Skipunin cp (stytting á copy) hegðar sér á mjög svipaðan máta og mv, nema frumritin eru afrituð á áfangastaðinn í stað þess að vera færð. Eitt sem þarf að gæta að er að bæta þarf við stillingunni -r eða --recursive (e. recursive) til að afrita möppur.

Skipunina rm (stytting á remove) má nota til að eyða bæði möppum (sem þurfa ekki að vera tómar) og skrám.

Samantekt

cd ~/examples/playground
mkdir afrit
cp ~/examples/welcome.txt afrit/kvedja.txt
ls -l afrit
mv afrit/kvedja.txt afrit/velkomin.txt
cat afrit/velkomin.txt
rm afrit/velkomin.txt
rmdir afrit

cd ~/examples

Aðgangsheimildir

Í Linux hefur hver skrá eiganda, hóp og aðgangsheimildir. Þessar upplýsingar má sjá þegar kallað er á ls -l.

-rwxr-xr-- 1 anna nemendur 1234 jún  4 12:00 script.sh

Fyrsti stafurinn segir til um tegund færslunnar.

• - merkir venjulega skrá.
• d merkir möppu.
• l merkir tákntengil (e. symbolic link), eins konar flýtivísun (e. shortcut) sem vísar á aðra skrá eða möppu.

Næstu níu stafir skiptast niður í þrjá þriggja stafa hópa sem segja til um hverjir hafa aðgang að skránni eða möppunni og hvernig aðgang þeir hafa. Sé aðgangur fyrir hendi, er hver þriggja stafa hópur í eftirfarandi röð.

• r Lesaðgangur (e. read):
  • Skrá: Hægt er að lesa innihald skrárinnar
  • Mappa: Hægt er að sjá hvaða skrár og möppur mappan inniheldur
• w Skrifaðgangur (e. write):
  • Skrá: Hægt er að skrifa í skrána (breyta henni) og eyða
  • Mappa: Hægt er að bæta möppum og skrám í möppuna
• x Keyrsluaðgangur (e. execute):
  • Skrá: Hægt er að keyra skrána sem forrit
  • Mappa: Veitir aðgang að skrám og möppum undir möppunni

Skorti einhverja aðgangsheimild birtist - í stað stafsins.

Aðgangsheimildarhóparnir þrír tákna svo heimildir eiganda skráarinnar eða möppunnar, hópsins (e. group) sem skráin eða mappan tilheyrir og allra annarra.

-rwx r-x r--
 ─── ─── ───
  │   │   └── aðrir
  │   └────── hópur
  └────────── eigandi

Í dæminu hér að ofan hefur þannig anna, eigandi script.sh, aðgangsheimildirnar rwx að skránni, meðlimir hópsins nemendur hafa heimildirnar r-x og allir aðrir notendur kerfisins r--.

Að breyta heimildum

Skipunin chmod (stytting á change mode) er notuð til að breyta aðgangsheimildum. Fyrsta viðfang skipunarinnar er snið aðgangsheimildanna sem beita á á þær skrár og möppur sem gefnar eru upp sem næstu viðföng. Sniðið segir til um hvaða heimildir á að bæta við eða fjarlægja af hverjum hóp fyrir sig. Sniðið u+x segir t.d. að bæta eigi við keyrsluheimild (x) á eigandann (u stendur fyrir user). Hægt er að taka fram marga hópa og heimildir í einu. T.a.m. segir sniðið go-rx að fjarlægja eigi les- og keyrsluheimild (r og x) af hópnum (g stendur fyrir group) og öðrum (o stendur fyrir others). Einnig er hægt að sleppa hópnum alfarið og þá er heimildinni bætt við alla hópa. Þannig veitir sniðið +x öllum keyrsluheimild.

chmod +x script.sh      # bæta við keyrsluheimild
chmod u+w skjal.txt     # eigandi má skrifa
chmod go-r leynd.txt    # hópur og aðrir mega ekki lesa

Sniðið má einnig gefa upp sem þrjár áttundakerfistölur (e. octal), á eftirfarandi hátt.

chmod 644 skjal.txt     # eigandi má lesa/skrifa, aðrir lesa
chmod 755 script.sh     # eigandi má allt, aðrir lesa/keyra

Aðgangsheimildin byggir þá á summu talnanna, en hvert veldi af tveimur (1, 2, og 4) hefur samsvarandi aðgangsheimild.

• r = 4
• w = 2
• x = 1

Þannig táknar \(7 = 4+2+1\) aðgangsheimildina rwx, og \(5 = 4+1\) aðgangsheimildina r-x.

Eftirfarandi tafla sýnir algeng snið og þær aðgangsheimildir sem þau tákna.

  r   w   x
 ─── ─── ───
  │   │   └── gildi: 1 (2^0) - Keyrsluheimild (x)
  │   └────── gildi: 2 (2^1) - Skrifheimild (w)
  └────────── gildi: 4 (2^2) - Lesheimild (r)

  r   w   x
  1   0   1   --> Tvíundatalan: 101_2
  │   │   │
  │   │   └── 1 * 1 = 1
  │   └────── 0 * 2 = 0
  └────────── 1 * 4 = 4
                 ───────
             Samtals: 5

Notendur og hópar

Hægt er að nota skipanirnar chown (stytting á change owner) og chgrp (stytting á change group) til að breyta þeim eiganda og hópi sem skrár og möppur tilheyra. Að breyta notanda þarfnast ávallt aukinna réttinda og sömuleiðis að breyta um hóp, nema verið sé að breyta í hóp sem núverandi notandi er nú þegar meðlimur í. Við fjöllum betur um það síðar hvernig farið er að því að sækja aukin réttindi við keyrslu skipana.

chgrp nemendur skjal.txt    # breyta hópi skjal.txt í nemendur
chown root skjal.txt        # breyta eiganda skjal.txt í root

./permissions/run_me.sh

cd ~/examples
ls -l permissions/run_me.sh
./permissions/run_me.sh
chmod +x permissions/run_me.sh
ls -l permissions/run_me.sh
./permissions/run_me.sh