Instalace balíčků

Jakým způsobem instaluješ software na linuxovém systému?

Pravděpodobně máš k dispozici grafický program, kde si můžeš dostupné programy prohlédnout, přečíst jejich popisky, kouknout na obrázky, jak vypadají, a zakliknout tlačítko "Instaluj". Grafický instalátor se postará o vše potřebné a zpřístupní ti ikonku nového programu v nabídce aplikací.

My se ale dnes podíváme hlouběji, na systémy, díky kterým můžeš instalovat balíčky jednotným způsobem.

Balíčkovací systémy

Linuxové systémy používají takzvané balíčkovací systémy (angl. package managers). Filozofie pod nimi je přímočará - je to vlastně o tom, že stáhneš archiv a rozbalíš si ho na disk podobně jak ZIP-ový adresář. Balíček může obsahovat příkazy (soubory v /usr/bin), konfiguraci (soubory v /etc), knihovny (soubory), manuálové stránky (taky soubory) a tak dále.

Některé věci, např. vytvoření uživatele, nelze přes soubory; balíčky proto můžou obsahovat malé programy – skriptlety – které podobné věci při instalaci zajistí.

Kromě souborů a skriptletů balíček obsahuje metadata jako např.:

• jméno balíčku
• verzi balíčku
• závislosti (ang. dependencies) - co všechno je potřeba, aby mohl balíček fungovat

Pokud si stáhneš kupříkladu textový editor, bude potřebovat knihovnu na vykreslení okének. Tu knihovnu musíš mít nainstalovanou, aby editor fungoval. Grafická knihovna pak potřebuje např. standardní knihovnu jazyka C atd. Instalace jednoho balíčku tak často znamená, že musíš instalovat mnohem víc balíčků - ten “hlavní” a všechny ostatní, na kterých závisí.

Podobná situace nastane při odinstalování: kromě „hlavního“ odinstalovaného programu se smažou i dalśi balíčky, které nebudou potřeba.

Dva systémy

Hodně systémů používá balíčkovací nástroje dva. Jeden základní zvládá samotnou instalaci a odinstalaci, plus zjišťování a kontrolu toho, co je zrovna nainstalováno. Neřeší ale stahování balíčků z internetu. Na Fedoře je to rpm. Pokud máš nějaký balíček už stažený a řekneš rpm, aby ho nainstaloval, můžeš dostat odpověď: nenainstaluji ho, protože potřebuje k svému běhu ještě 5 dalších, které nainstalované nejsou. Je na tobě, abys tyto chybějící závislosti vyřešila. A protože tohle uživatelé nechtějí dělat sami, vznikly nadstavby, které navíc řeší stahování balíčků a všech jejich závislostí. To umí ve Fedoře DNF.

Když instaluješ pomocí dnf, zadáš jméno balíčku který chceš a dostaneš odpověď jako: OK, ale potřebuješ ještě dalších 5 balíčků, zde máš seznam. Všechny je stáhnu a nainstaluju.

Kromě DNF existují i další takové nadstavby: Gnome Software je grafická aplikace, který instaluje další grafické aplikace. Nenajdeš v něm tedy bash nebo tree. Podobně jako dnf stahuje a instaluje včetně závislostí.

Volba balíčkovacího systému se v různých Linuxových distribucích liší. Často to je jedna z mála částí systému, které nejdou snadno vyměnit za jinou. Tady je malý přehled:

Tyto balíčkovací nástroje spravují samotný operační systém: vše od jádra přes shell až po „uživatelské“ aplikace. Instalují software ke kterému mají přístup všichni uživatelé systému; potřebují tedy superuživatelské oprávnění.

Máme nainstalovanou Fedoru; pojďme se tedy podívat na RPM a DNF. Nástroje ostatních systémů vesměs umí stené základní operace, ale příkazy budou vdy vypadat trošku jinak.

RPM – informace o balíčcích

Pomocí rpm -q (z angl. query, dotaz) se zeptáš na informace o balíčku, který máš nainstalovaný. Samotným přepínačem -q dostaneš aktuálně nainstalovanou verzi:

$ rpm -q bash
bash-5.1.0-2.fc34.x86_64
$ rpm -q python3
python3-3.9.7-1.fc34.x86_64
$ rpm -q gnome-terminal
gnome-terminal-3.40.3-1.fc34.x86_64

$ rpm -q kernel
kernel-5.11.12-300.fc34.x86_64
kernel-5.14.16-201.fc34.x86_64

Příkaz rpm -q -l bash (l z angl. list, vyjmenovat) zobrazí všechny soubory které balíček obsahuje. Vyzkoušej si to: zjistíš že seznam těch souborů je celkem dlouhý. Najdeš mezi nimi samotný příkaz – soubor /usr/bin/bash, ale např. i soubory v /etc/skel - to je adresář, který se zkopíruje do adresářů všech nově vytvořených uživatelů. Nový uživatel tedy v domovském adresáři bude mít .bashrc, .bash_logout atd.

Příkaz rpm -q --requires bash vypíše závislosti – to co bash potřebuje, aby mohl být nainstalován:

$ rpm -q --requires bash
/usr/bin/sh
config(bash) = 5.1.0-2.fc34
filesystem >= 3
libc.so.6()(64bit)
libc.so.6(GLIBC_2.11)(64bit)
libc.so.6(GLIBC_2.14)(64bit)
libc.so.6(GLIBC_2.15)(64bit)
[...]
rpmlib(PayloadFilesHavePrefix) <= 4.0-1
rpmlib(PayloadIsZstd) <= 5.4.18-1
rtld(GNU_HASH)

Nejde jen obalíčky, ale i o jiné vlastnosti systému:

• potřebuje příkaz sh, tedy soubor /usr/bin/sh
• konfiguraci config(bash) v konkrétní verzi
• souborový systém (balíček filesystem) v konkrétní minimální verzi
• knihovnu C (libc) pro konkrétní procesor (64bit) s vlastnostmi z konkrétních verzí
• určité vlastnosti balíčkovacího systému (rpmlib)

Kromě filesystem tohle nejsou přímo jména balíčků, ale soubory a „popisky“ vlastností, které musí systém splňovat.

• bash nebo filesystem je jméno balíčku.
• bash-5.1.0-2.fc34.x86_64 je jméno konkrétního balíčku v jedné konkrétní verzi. Když napíšeš jen bash, RPM to pochopí jako právě nainstalovanou verzi Bashe – tenhle dlouhý řetězec.
• filesystem >= 3 říká, že balíček filesystem musí být ve verzi 3 nebo vyšší. Pomocí rpm -q filesystem si můžeš ověřit, že tohle je splněno.
• /usr/bin/sh je soubor – stejně jako jakákoli jiná závislost která obsahuje lomítko.
• libc.so.6()(64bit) je „virtuální závislost“ – něco, co musí poskytnout nějaký jiný balíček. Není to ale přímo jméno balíčku.

Příkaz rpm -q --provides bash vypíše „virtuální závislosti“, které ostatním balíčkům poskytuje bash:

$ rpm -q --provides bash
/bin/bash
/bin/sh
bash = 5.1.0-2.fc34
bash(x86-64) = 5.1.0-2.fc34
config(bash) = 5.1.0-2.fc34

Když chceš zjistit, který balíček poskytuje některou závislost, můžeš použít přepínač --whatprovides:

$ rpm -q --whatprovides 'libc.so.6()(64bit)'
glibc-2.33-20.fc34.x86_64

libc.so.6()(64bit), tedy standardní knihovnu jazyka C, poskytuje balíček glibc. A které balíčky tuhle věc potřebují? Ty vypíše přepínač --whatrequires, a je jich hodně:

$ rpm -q --whatrequires 'libc.so.6()(64bit)'
[...]
$ rpm -q --whatrequires 'libc.so.6()(64bit)' | wc -l

Informace o Pythonu

Balíček s Pythonem se na Fedoře jmenuje python3. Zkus se podívat, jaké soubory obsahuje:

$ rpm -ql python3
/usr/bin/pydoc
/usr/bin/pydoc3
/usr/bin/pydoc3.9
/usr/bin/python3
/usr/bin/python3.9
/usr/lib/.build-id
/usr/lib/.build-id/f4
/usr/lib/.build-id/f4/aa4b6fb3d014792f7a0be4ed6cbdd514c32d9e
/usr/share/doc/python3
/usr/share/doc/python3/README.rst
/usr/share/man/man1/python3.1.gz
/usr/share/man/man1/python3.9.1.gz

To je docela málo! Hlavní část Pythonu – standardní knihovna – je totiž „schovaná“ v jedné ze závislostí:

$ rpm -q --requires python3
libc.so.6()(64bit)
libc.so.6(GLIBC_2.2.5)(64bit)
libpython3.9.so.1.0()(64bit)
python3-libs(x86-64) = 3.9.7-1.fc34
rpmlib(CompressedFileNames) <= 3.0.4-1
rpmlib(FileDigests) <= 4.6.0-1
rpmlib(PayloadFilesHavePrefix) <= 4.0-1
rpmlib(PayloadIsZstd) <= 5.4.18-1
rtld(GNU_HASH)

Je to python3-libs(x86-64).

Když chceš zjistit, který balíček tuhle poskytuje, můžeš použít přepínač --whatprovides:

$ rpm -q --whatprovides 'python3-libs(x86-64)'
python3-libs-3.9.7-1.fc34.x86_64

A opravdu, balíček python3-libs verze 3.9.7-1.fc34.x86_64 poskytuje závislost python3-libs(x86-64):

$ rpm -q --provides python3-libs-3.9.7-1.fc34.x86_64
bundled(libmpdec) = 2.5.0
bundled(mpdecimal) = 2.5.0
libpython3.9.so.1.0()(64bit)
libpython3.so()(64bit)
python-libs = 3.9.7-1.fc34
python3-libs = 3.9.7-1.fc34
python3-libs(x86-64) = 3.9.7-1.fc34
python3.9-libs = 3.9.7-1.fc34

A pomocí rpm -q -l python3-libs můžeš zobrazit soubory v tomto balíčku. Tentokrát je jich několik tisíc.

Repozitář

Příkaz rpm nekomunikuje po internetu. Neumí tedy prohledávat balíčky které ještě nemáš nainstalované nebo zjišťovat, jestli u některých z nich není k dispozici nová verze.

Takž můžeš zjistit, jak se jmenuje balíček s příkazem bash nebo cat:

$ rpm -q --whatprovides /usr/bin/bash
bash-5.1.0-2.fc34.x86_64
$ rpm -q --whatprovides /usr/bin/cat
coreutils-8.32-30.fc34.x86_64

Ale nemůžeš to udělatpro příkaz ogg123 (pokud ho nemáš nainstalovaný):

$ rpm -q --whatprovides /usr/bin/ogg123
chyba: soubor /usr/bin/ogg123: Adresář nebo soubor neexistuje

K tomu je potřeba prohlédnout repozitář – seznam všeho softwaru, který Fedora poskytuje.

K práci s repozitáři slouží příkaz dnf, který umí podobné věci jako rpm, ale „ví“ i o balíčcích, které zrovna nejsou nainstalované.

Obdoba rpm -q je dnf repoquery. Můžeš se tedy podívat, jaký balíček obsahuje příkaz ogg123:

$ dnf repoquery --whatprovides /usr/bin/ogg123
Fedora 34 - x86_64                              6.8 MB/s |  74 MB     00:10    
Fedora 34 openh264 (From Cisco) - x86_64        2.5 kB/s | 2.5 kB     00:01    
Fedora Modular 34 - x86_64                      2.3 MB/s | 4.9 MB     00:02    
Fedora 34 - x86_64 - Updates                    5.5 MB/s |  29 MB     00:05    
Fedora Modular 34 - x86_64 - Updates            3.4 MB/s | 4.2 MB     00:01    
vorbis-tools-1:1.4.2-2.fc34.x86_64

Poslední řádek je jméno balíčku, který obsahuje /usr/bin/ogg123. Co jsou ale ty řádky nad tím?

Když dnf pustíš poprvé, stáhne si informace o repozitářích (tj. o softwaru který sedá nainstalovat). Když ho pustíš znovu, místo aktualizace jen vypíše poznámku o tom, že jsou naposledy stažené informace dost aktuální:

$ dnf repoquery --whatprovides /usr/bin/ogg123
Poslední kontrola metadat: před 0:00:48, Po 22. listopadu 2021, 14:53:50.
vorbis-tools-1:1.4.2-2.fc34.x86_64

$ dnf repoquery --whatprovides /usr/bin/ogg123 2>/dev/null
vorbis-tools-1:1.4.2-2.fc34.x86_64

Instalace a odinstalace

RPM umí i instalovat (-i) a mazat (-e) balíčky, ale protože neřeší závislosti a stahování, hodí se to jen v hodně zvláštních situacích, např:

• Spravuješ superbezpečný armádní systém, který není připojený k internetu, a balíčky musíš stahovat sama a nechat si je vždy schválit.
• Z nějakého důvodu chceš závislosti ignorovat. (Instalovaný program pak nejspíš nebude správně fungovat, ale když jsi root, můžeš vše.)

Na instalaci je lepší použít příkaz DNF:

• dnf install balíček - instalace balíčku (včetné stažení a závislostí)

• dnf remove balíček - odinstalace balíčku (větně nepotřebných závislostí)

• dnf update - aktualizace – dnf se podívá na internet, zjistí nejnovější verze všech balíčků, které máš nainstalované a nabídne novější verze.

Na rozdíl od dnf repoquery a rpm -q tyhle příkazy modifikují systém, a tak je potřeba je pouštět s právy superuživatele – tedy pomocí sudo.

Zkus si nainstalovat balíček vorbis-tools:

$ sudo dnf install vorbis-tools
Poslední kontrola metadat: před 0:42:11, Po 22. listopadu 2021, 14:35:00.
Závislosti vyřešeny.
============================================================================================
 Balíček                Architektura     Verze                       Repozitář        Velikost
============================================================================================
Instalování:
 vorbis-tools           x86_64           1:1.4.2-2.fc34              fedora           216 k

Shrnutí transakce
============================================================================================
Instalovat  1 balíček

Celková velikost ke stažení: 216 k
Velikost po nainstalování: 769 k
Je to ok [a/N]: a
Stahování balíčků:
vorbis-tools-1.4.2-2.fc34.x86_64.rpm                        1.1 MB/s | 216 kB     00:00    
--------------------------------------------------------------------------------------------
Celkem                                                      298 kB/s | 216 kB     00:00     
Spouští se kontrola transakce
Kontrola transakce byla úspěšná
Probíhá test transakce
Test transakce byl úspěšný.
Transakce probíhá
  Příprava        :                                                                     1/1 
  Instalování     : vorbis-tools-1:1.4.2-2.fc34.x86_64                                  1/1 
  Probíhá skriplet: vorbis-tools-1:1.4.2-2.fc34.x86_64                                  1/1 
  Ověřuje se      : vorbis-tools-1:1.4.2-2.fc34.x86_64                                  1/1 

Nainstalováno:
  vorbis-tools-1:1.4.2-2.fc34.x86_64

Hotovo!

Příkaz dnf předpokládá, že ho použtí člověk Kdybys ho spouštěla automaticky, ze skriptu, můžeš použít přepínač -y (z angl. yes, ano) – dnf se pak na takové otázky nebude ptát a bude předpokládat kladnou odpověď. Zkus si to na odinstalaci:

$ sudo dnf remove -y vorbis-tools
Závislosti vyřešeny.
============================================================================================
 Balíček                Architektura     Verze                      Repozitář         Velikost
============================================================================================
K odstranění:
 vorbis-tools           x86_64           1:1.4.2-2.fc34             @fedora           769 k

Shrnutí transakce
============================================================================================
Odstranit  1 balíček

Uvolněné místo: 769 k
Spouští se kontrola transakce
Kontrola transakce byla úspěšná
Probíhá test transakce
Test transakce byl úspěšný.
Transakce probíhá
  Příprava        :                                                                     1/1 
  K odstranění    : vorbis-tools-1:1.4.2-2.fc34.x86_64                                  1/1 
  Probíhá skriplet: vorbis-tools-1:1.4.2-2.fc34.x86_64                                  1/1 
  Ověřuje se      : vorbis-tools-1:1.4.2-2.fc34.x86_64                                  1/1 

Odstraněno:
  vorbis-tools-1:1.4.2-2.fc34.x86_64

Hotovo!

A teď nainstalovat znova – ale trošku jinak. Protože DNF přístup k repozitáři, umí vybrat správný balíček i podle souboru, který zadáš. Když tedy chceš nainstalovat opříkaz ogg123, můžeš zadat:

$ sudo dnf install /usr/bin/ogg123
[...]
Hotovo!

A teď si štěknutí můžeš přehrát. (Doufám že na virtuálním počítači to půjde slyšet.)

$ locate bark.ogg
/usr/share/sounds/gnome/default/alerts/bark.ogg
sh-5.1$ ogg123 -d alsa /usr/share/sounds/gnome/default/alerts/bark.ogg

Repozitáře

Repozitář je místo na internetu, kde jsou ke stažení balíčky. Ruzné repozitáře obsahují různé balíčky. Můžeš si jich přidat několik. Když DNF instaluje nový balíček, kontroluje všechny.

Na Fedoře se repozitáře nacházejí v /etc/yum.repos.d/. (Dnes by to bylo dnf.repos.d, ale DNF tu používá stejný formát jako starší nástroj yum, tak zůstává i jméno adresáře.)

Proč si přidávat další repozitáře?

Jednotlivé linuxové distribuce – a jednotlivé repozitáře – se liší svým přístupem k softwaru. Fedora ve svých repozitářích nemá přehrávače videa nebo MP3, protože v Americe jsou tyto technologie patentované a musí se za jejich použití platit. To u distribuce která je volně ke stažení nejde jednoduše zařídit.

Evropské právo ale softwarové patenty v takovém rozsahu neuznává, a tak můžeš s klidným svědomím přidat repozitáře evropského projektu rpmfusion. Tento projekt spravuje dva repozitáře:

• free - balíčky s programy s otevřeným zdrojovým kódem
• nonfree - balíčky s uzávřeným zdrojovým kódem: např. Steam

Na stránkách rpmfusion se můžeš doklikat k návodu, jak přidat repozitář do svého systému. Pro free variantu to je:

$ sudo dnf install https://mirrors.rpmfusion.org/free/fedora/rpmfusion-free-release-$(rpm -E %fedora).noarch.rpm

Při první instalaci z nového repozitáře se DNF zeptá, jestli věříš šifrovacím klíčům, kterýmijsou balíčky podepsané:

Importuje se GPG klíč 0xD651FF2E:
Uživatelské ID : "RPM Fusion free repository for Fedora (2020) <rpmfusion-buildsys@lists.rpmfusion.org>"
Otisk: E9A4 91A3 DE24 7814 E7E0 67EA E06F 8ECD D651 FF2E
Zdroj : /etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-rpmfusion-free-fedora-34
Je to ok [a/N]:

Vypsaný otisk (angl. fingerprint) můžeš zkontrolovat na adrese rpmfusion.org/keys. Jestli sedí, je balíček podepsaný od správců RPM Fusion.

Když se instalace povede, budeš mít na systému nový balíček rpmfusion-free-release. Ten přidává nastavení repozitáře do /etc/yum.repos.d/:

$ rpm -ql rpmfusion-free-release
/etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-rpmfusion-free-fedora-2020
/etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-rpmfusion-free-fedora-32
/etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-rpmfusion-free-fedora-32-primary
/etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-rpmfusion-free-fedora-33
/etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-rpmfusion-free-fedora-34
/etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-rpmfusion-free-fedora-latest
/etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-rpmfusion-free-fedora-rawhide
/etc/yum.repos.d/rpmfusion-free-updates-testing.repo
/etc/yum.repos.d/rpmfusion-free-updates.repo
/etc/yum.repos.d/rpmfusion-free.repo

Od teď můžeš nainstalovat přehrávače videa/hudby jako mplayer nebo vlc:

$ sudo dnf install mplayer
$ mplayer /usr/share/sounds/gnome/default/alerts/bark.ogg

Další repozitáře

Podobný „dodatečný“ repozitář si může založit kdokoli. Kdyby ses chtěla do tvoření balíčků ponořit, výsledky své práce můžeš distribuovat na stránkách COPR. Když ti někdo řekne aby sis z COPR něco nainstalovala, je na tobě jestli mu budeš věřit. Balíčky nainstalované pomocí dnf mají plný přístup k celému systému.

Co je nainstalováno?

Pomocí dnf můžeš instalovat jak grafické aplikace (na které funguje i grafický nástroj Gnome Software tak i programy pro příkazovou řádku nebo systémové knihovny. Taky se můžeš např. podívat jaký software máš nainstalovaný (což jde i bez sudo):

$ sudo dnf list installed

Taky můžeš celý systém aktualizovat – DNF najde balíčky pro které je v repozitářích k dispozici novější verze, stáhne je a nahradí jimi to co máš nainstalováno:

$ sudo dnf update