Nauč se Python > Kurzy > Linuxová administrace > Souborové systémy > Poznámky – Mount

Poznámky – Mount

Na úvod: realpath

Disk jako soubor

Minule jsme si řekli, disk obsahuje, podobně jako zazipovaný archiv, nejen obsah souborů, ale i informace on nich (inode). Vše na disku je uloženo jako sekvence bajtů.

Taky jsme si ukázali, že existují speciální soubory, které ovládají nebo zpřístupňují různá zařízení. Například existuje soubor, z nějž lze číst údaje o pohybu myši.

Stejně tak existuje speciální soubor, který reprezentuje celý disk. Na ty samé informace se tedy můžeš “dívat” buď jako na jediný soubor, který obsahuje informace o souborech a jejich obsahu (podobně jako zipovaný archiv), nebo jako adresářovou strukturu s jednotlivými soubory, které můžeš číst zvlášť.

Kde je soubor který odpovídá celému disku, to ti řekne příkaz findmnt:

$ findmnt /
TARGET SOURCE                                  FSTYPE OPTIONS
/      /dev/mapper/fedora_localhost--live-root ext4   rw,relatime,seclabel

Disk pro adresář / je přístupný v souboru /dev/mapper/fedora_localhost--live-root. Používá formát ext4 (ne zip) s následujícím nastavením:

rw – umožňuje čtení i zápis
relatime – čas posledního přístupu se neaktualizuje při každém přístupu (aby se disk neopotřebovával tak rychle)
seclabel – soubory jsou označeny pro bezpečnostní systém SELinux

A co je ten soubor s celým diskem – v mém případě /dev/mapper/fedora_localhost--live-root?

$ ls -l /dev/mapper/fedora_localhost--live-root
lrwxrwxrwx. 1 root root 7 23. lis 12.58 /dev/mapper/fedora_localhost--live-root -> ../dm-0
$ realpath /dev/mapper/fedora_localhost--live-root
/dev/dm-0
$ ls -l /dev/dm-0
brw-rw----. 1 root disk 253, 0 23. lis 12.58 /dev/dm-0

Všimni si, že výpis z ls -l má tam, kde u nodmálních souborů najdeš -, u adresářů d a odkazů l, uvedeno b. Nejde tedy o normální soubor. Víc informací poskytne stat:

$ stat /dev/dm-0
  Soubor: /dev/dm-0
Velikost: 0             Bloků: 0          I/O blok: 4096   blokové zařízení
Zařízení: 5h/5d I-uzel: 20009       Odkazů: 1     Druh zařízení: fd,0
   Práva: (0660/brw-rw----)  UID: (    0/    root)   GID: (    6/    disk)
 Kontext: system_u:object_r:fixed_disk_device_t:s0
     Přístup: 2020-11-23 12:58:54.568866642 +0100
Změna obsahu: 2020-11-23 12:58:53.016000000 +0100
Změna i-uzlu: 2020-11-23 12:58:53.016000000 +0100
       Vznik: -

Jde o blokové zařízení (angl. block device): místo, kam se dají ukládat informace ve větších blocích.

Kromě blokových existují i znaková zařízení (angl. character device), kam se zapisuje po jednotlivých znacích. Jsou to třeba terminály:

$ stat -L /proc/self/fd/0 | head -n2
  Soubor: /proc/self/fd/0
Velikost: 0           Bloků: 0          I/O blok: 1024   znakové zařízení

Zapisovat větší soubory po jednotlivých znacích by bylo pomalé; na disky se proto zapisuje třeba 4MB dat najednou. A stejné je to pro čtení.

Obsah samotného disku není samozřejmě na disku uložen: v inode je jen řečeno o který disk se jedná. Místo velikosti souboru tak ls -l ukazuje dvě čísla, které disk identifikují. (První, major, říká o jaký druh disku jde; druhé, minor, je číslo disku daného druhu).

Stejně tak velikost disku není uložena v inode, a tak ji stat ani ls -l neukážou. Na velikost a množství volného a použitého místa existuje příkaz df:

$ df
Souborový systém                        1K bloků   Užito   Volné Uži% Připojeno do
devtmpfs                                  993372       0  993372   0% /dev
tmpfs                                    1012980       0 1012980   0% /dev/shm
tmpfs                                    1012980    1444 1011536   1% /run
/dev/mapper/fedora_localhost--live-root 17410832 7365588 9137776  45% /
tmpfs                                    1012980      60 1012920   1% /tmp
/dev/vda1                                 999320  277428  653080  30% /boot
tmpfs                                     202596      76  202520   1% /run/user/1000

Počet 1KB bloků není příliš přehledné; stejně tak tě často nebutou zajímat informace o všech discích. Hodí se přepínač -h a možnost zadat konkrétní disk:

$ df -h /
Souborový systém                        Velikost Užito Volno Uži% Připojeno do
/dev/mapper/fedora_localhost--live-root      17G  7,1G  8,8G  45% /

Kde je co připojeno

...

$ findmnt
TARGET                       SOURCE     FSTYPE   OPTIONS
/                            /dev/mapper/fedora_localhost--live-root
│                                       ext4     rw,relatime,seclabel
├─/sys                       sysfs      sysfs    rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,seclabel
│ ├─/sys/kernel/security     securityfs security rw,nosuid,nodev,noexec,relatime
│ ├─/sys/fs/cgroup           cgroup2    cgroup2  rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,seclabel,nsdelega
│ ├─/sys/fs/pstore           pstore     pstore   rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,seclabel
│ ├─/sys/fs/bpf              none       bpf      rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,mode=700
│ ├─/sys/fs/selinux          selinuxfs  selinuxf rw,relatime
│ ├─/sys/kernel/debug        debugfs    debugfs  rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,seclabel
│ ├─/sys/kernel/tracing      tracefs    tracefs  rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,seclabel
│ ├─/sys/fs/fuse/connections fusectl    fusectl  rw,nosuid,nodev,noexec,relatime
│ └─/sys/kernel/config       configfs   configfs rw,nosuid,nodev,noexec,relatime
├─/proc                      proc       proc     rw,nosuid,nodev,noexec,relatime
│ └─/proc/sys/fs/binfmt_misc systemd-1  autofs   rw,relatime,fd=30,pgrp=1,timeout=0,minproto=5,max
├─/dev                       devtmpfs   devtmpfs rw,nosuid,seclabel,size=993372k,nr_inodes=248343,
│ ├─/dev/shm                 tmpfs      tmpfs    rw,nosuid,nodev,seclabel
│ ├─/dev/pts                 devpts     devpts   rw,nosuid,noexec,relatime,seclabel,gid=5,mode=620
│ ├─/dev/hugepages           hugetlbfs  hugetlbf rw,relatime,seclabel,pagesize=2M
│ └─/dev/mqueue              mqueue     mqueue   rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,seclabel
├─/run                       tmpfs      tmpfs    rw,nosuid,nodev,seclabel,mode=755
│ └─/run/user/1000           tmpfs      tmpfs    rw,nosuid,nodev,relatime,seclabel,size=202596k,mo
│   └─/run/user/1000/gvfs    gvfsd-fuse fuse.gvf rw,nosuid,nodev,relatime,user_id=1000,group_id=10
├─/tmp                       tmpfs      tmpfs    rw,nosuid,nodev,seclabel
├─/boot                      /dev/vda1  ext4     rw,relatime,seclabel
└─/var/lib/nfs/rpc_pipefs    sunrpc     rpc_pipe rw,relatime

FSTYPE označuje souborový systém, tedy způsob, jak funguje – jak se prohledávají addresáře, čtou soubory, zapisují informace, mění vlsatnictví, atp. Časté systémy jsou:

ext4, ext3, btrfs – souborové systémy používané v Linuxu
ntfs, apfs – souborové systémy pro Windows, resp. macOS
fat32, fat64 – souborové systémy pro DOS, používané na Flash discích
iso9660 – souborový systém používaný pro CD a DVD: navržený pouze pro čtení, v čemž je dost podobný ZIP archivům
tmpfs – disk v paměti (po vypnutí počítače se smaže)
sysfs – speciální souborový systém, který zprostředkovává informace o systému
devtmpfs – speciální souborový systém, který zprostředkovává informace o zařízeních

„Flashky“ často používají souborové systémy jako FAT, který lze bez problémů přečíst na všech systémech. Takové systémy nepodporují Linuxové vychytávky: znaky jako *, \, " ve jménech souborů, symbolické a tvrdé odkazy, rozlišování velikosti písmen a podobně.

Zkus si ve virtuálním počítači připojit/odpojit CD a podívej se, co se stane s výstupem findmnt. A taky kounkni na /run/media/*. (Na opravdovém počítači bychom to dělali s flash diskem.)

Když má systém přistoupit k souboru jako /run/media/petr/.../images/efiboot.img, podívá se do tabulky přípojných bodů (mount points) – to jsou cesty, které ukazuje findmnt jako TARGET. Podle toho pozná, na jakém je soubor zařízení a jakým způsobem je má číst, zapisovat a kódovat (tj. jestli jde o ext4, iso, atd.).

/run/media/petr/.../images/efiboot.img tedy přísluší souboru /images/efiboot.img na mém CD.

Jaké mám disky

$ lsblk
NAME                     MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sr0                       11:0    1  1,9G  0 rom  /run/media/petr/Fedora-WS-Live-32-1-6
vda                      252:0    0   20G  0 disk 
├─vda1                   252:1    0    1G  0 part /boot
└─vda2                   252:2    0   19G  0 part 
  ├─fedora_localhost--live-root
  │                      253:0    0   17G  0 lvm  /
  └─fedora_localhost--live-swap
                         253:1    0    2G  0 lvm  [SWAP]

disk může rozdělen na části, které mohou mít různé filesystemy
abstrakce nad sebou
jakým způsobem číst ze souboru je možné udělat různými způsoby
- vzdálený přístup k serveru - síťová komunikace (pro nás soubor)
/boot - zavaděč operačního systému
- bios se podívá na začátek pevnýho disku a načte instrukce
swap - pokud nestačí paměť - zapisuje se do toho prostoru
- odkládají se méně používané věci z paměti

$ ls -l /dev/disk
drwxr-xr-x. 2 root root 400 Nov  7 09:41 by-id
drwxr-xr-x. 2 root root  80 Nov  7 09:34 by-partuuid
drwxr-xr-x. 2 root root 120 Nov  7 09:34 by-path
drwxr-xr-x. 2 root root 160 Nov  7 09:41 by-uuid

$ ls -l /dev/disk/by-id
...

disk může rozdělen na části, které mohou mít různé filesystemy

gparted

umí modifikovat struktury na disku !
práva na spuštění má pouze superuživatel - může dojít k nesprávnému použití a zrušení systému

ISO a mount

Stáhni si obsah malého instalačního CD: „Virtual“ z alpinelinux.org/downloads/:

$ wget http://dl-cdn.alpinelinux.org/alpine/v3.12/releases/x86_64/alpine-virt-3.12.1-x86_64.iso

Jde o obsah disku, který je uložený v souboru:

$ file alpine-virt-3.12.1-x86_64.iso
alpine-virt-3.12.1-x86_64.iso: DOS/MBR boot sector; partition 2 : ID=0xef, start-CHS (0x3ff,254,63), end-CHS (0x3ff,254,63), startsector 284, 2880 sectors

Připoj ho. Pouze pro čtení (-o ro) a na /mnt:

$ sudo mount -o ro alpine-virt-3.12.1-x86_64.iso /mnt

V adresáři /mnt teď máš k dispozici soubory z tohoto virtuálního CD:

$ ls /mnt
apks  boot  efi

Pomocí findmnt můžeš zjistit další informace.

Při přístupu na soubor jako /mnt/boot/vmlinuz-virt tedy systém:

Podle tabulky přípojných bodů zjistí, na kterém souborovém systému soubor je; zde /mnt.
Zjistí jaký systém jde (iso9660) a o jaký jde disk (tady to není opravdový disk, ale soubor ~/alpine-virt-3.12.1-x86_64.iso).
Z .iso souboru přečte, kde je v něm uložen soubor /boot/vmlinuz-virt, a dá k dispozici jeho obsah. Aby mohl tenhle soubor přečíst, tak:
- Podle tabulky přípojných bodů zjistí, na kterém souborovém systému soubor /home/petr//alpine-virt-3.12.1-x86_64.iso je; zde /.
- Zjistí jaký systém jde (ext4) a o jaký jde disk (/dev/dm-0).
- Z /dev/dm-0 souboru přečte inode pro soubor /home/petr/alpine-virt-3.12.1-x86_64.iso, a dá k dispozici jeho obsah. Soubor /dev/dm-0 odpovídá disku, takže čte přímo z příslušného zařízení.

Navíc máš virtuální počítač. To co tento počítač vnímá jako pevný disk je ve skutečnosti jen soubor někde na tvém opravdovém počítači. (Pro Gnome Boxes je v ~/.local/share/gnome-boxes/images.) Ve skutečnosti tedy informace procestují ještě několik podobných úrovní, než doputují z/na opravdový disk.

XXX Šifrování/komprese?

Disk můžeš zase odpojit:

$ sudo umount /mnt
$ ls /mnt

Skrytí souboru

$ sudo touch /mnt/zkouska
$ ls /mnt
zkouska
$ sudo mount -o ro alpine-virt-3.12.1-x86_64.iso /mnt
$ ls /mnt
apks  boot  efi

Soubor zkouska teď není přístupný – na /mnt byl připojen jiný disk. Při přístupu na /mnt/zkouska se systém vůbec nedívá na souborový systém /.

$ sudo umount /mnt
$ ls /mnt
zkouska
$ sudo rm /mnt/zkouska

findmnt a mount

Z historických důvodů dává příkaz mount dává ty samé informace jako findmnt:

$ mount
sysfs on /sys type sysfs (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,seclabel)
proc on /proc type proc (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime)
devtmpfs on /dev type devtmpfs (rw,nosuid,seclabel,size=993372k,nr_inodes=248343,mode=755)
securityfs on /sys/kernel/security type securityfs (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime)
...

Toto použití najdeš ve spoustě existujících návodů, podle manuálových stránek mount je ale findmnt lepší varianta.

Pro skripty a jiné programové zpracování se hodí přepínače -l a -n:

$ findmnt -ln
TARGET                   SOURCE     FSTYPE   OPTIONS
/sys                     sysfs      sysfs    rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,seclabel
/proc                    proc       proc     rw,nosuid,nodev,noexec,relatime
/dev                     devtmpfs   devtmpfs rw,nosuid,seclabel,size=993372k,nr_inodes=248343,mode
/sys/kernel/security     securityfs security rw,nosuid,nodev,noexec,relatime

Nebo -J pro JSON.

/etc/fstab

XXX

Šifrované disky

XXX

Toto je stránka lekce z kurzu, který probíhá nebo proběhl naživo s instruktorem.

← Poznámky – Instalace balíčků

↑ Lekce: Souborové systémy

Zápis z minula – Mount →