Пригодная для работы пользователя система состоит из множества (сотен и тысяч) программ и утилит. В Linux каждый компонент системы представлен в виде пакета. Все операции, связанные с изменением состава системы: установка, удаление, проверка, обновление компонентов, — производятся над пакетами. В целом, пакет — это средство сделать так, чтобы пользователь-администратор, изменяя или обновляя программное наполнение системы, работал не с файлами (имена которых ему подчас неизвестны), а с определёнными функциональностями самой системы: например, добавлял в неё не «500 файлов», а «WWW-сервер apache».
Архив файлов
На первый взгляд, программа состоит из одного — исполняемого — файла: запускаем файл, получаем работающую программу. Однако во время работы даже самая простая программа использует другие файлы, содержащие различные ресурсы: библиотеки, конфигурационные файлы, файлы-дырки и даже запускает другие программы. Чтобы программа действительно заработала, необходимо помимо главного исполняемого файла обеспечить наличие в системе всех нужных файлов с ресурсами.
Понятно, что при установке или удалении программы нужно позаботиться и обо всех используемых ею файлах (которых может быть даже очень много). Это — первая задача пакетирования: все файлы, используемые программой, объединяются в один файл — архив. Это позволяет не копировать при установке программы все файлы по-отдельности, а потом не удалять их таким же способом, а работать со всеми данными программы как с одним целым — устанавливать и удалять один пакет.
- файловый архив
- Дерево каталогов, представленное в виде единого файла, состоящего из содержимого всех файлов в этом дереве и информации об имени и атрибутах каждого файла.
Нет жёсткого требования, чтобы один пакет содержал только одну программу. В пакет естественно объединять такие ресурсы, с которыми удобно работать как с одним целым. Это может быть отдельная программа или набор утилит (например, coreutils, основные утилиты, унаследованные Linux от UNIX) или модуль с дополнительными возможностями программы, или общие для нескольких программ ресурсы. В процессе развития и/или устаревания программного обеспечения выделение некоторых задач в отдельный пакет может приобретать или терять смысл, поэтому способ объединения ресурсов в пакеты — это не что-то раз и навсегда выбранное: пакеты могут разделяться и сливаться.
Самый простой и традиционный для Linux способ объединить несколько файлов в один — использовать утилиту tar.
tar появился намного раньше Linux и изначально служил для создания файловых архивов на магнитной ленте. Отсюда и его название — tape archiver, «архиватор для (магнитных) лент». В настоящее время tar присутствует в любой UNIX-подобной системе и позволяет работать с файловыми архивами на любых носителях.
Мефодий, написав несколько программ и сценариев, решил собрать их в одном файловом архиве, чтобы их удобнее было переносить на все системы, в которых ему случается работать. Для этого Мефодий создал архив со всем содержимым своего подкаталога bin/.
methody@localhost:~ $ tar -cf methody.progs.tar bin/
methody@localhost:~ $ tar -tf methody.progs.tar
bin/
bin/loop
bin/script
bin/to.sort
bin/two
Пример 1. Создание файлового архива при помощи tar
Первый параметр tar состоит из двух частей: операция, которую следует произвести над архивом, в данном случае «c» (create, создать), и ключ «f», который указывает, что архив следует создать в файле, имя файла архива — следующий параметр. Имя архива может быть любым, но Гуревич посоветовал снабдить его расширением «.tar», чтобы потом не путаться. После имени архива следуют имена файлов и каталогов, которые следует запаковать.
С каждым указанным каталогом tar работает рекурсивно, т. е. запаковывает все содержащиеся в нём файлы и подкаталоги.
Чтобы проверить, какие файлы попали в архив, Мефодий просмотрел содержимое получившегося архива командой «tar -tf имя_архива» («t» — просмотреть, «f» использовать файл, указанный следующим параметром). Тут Мефодий обратил тут внимание на два обстоятельства. Во-первых, в архиве имена файлов сохранились вместе с путём. Во-вторых, все пути, сохранённые в архиве — относительные.
При распаковке архива tar файлы извлекаются вместе с путём, недостающие подкаталоги создаются по мере необходимости. Все пути tar считает относительными от своего рабочего каталога. Если теперь Мефодий распакует свой архив (командой «tar xf имя_архива»), то в рабочем каталоге будет создан подкаталог «bin/» и в него будут записаны все файлы из архива.
methody@localhost:~ $ tar -xvf methody.progs.tar
bin/
bin/loop
bin/script
bin/to.sort
bin/two
Пример 2. Распаковка архива
Ключ «v» велит tar быть «разговорчивым» (verbose), т. е. выводить больше диагностичских сообщений, блаодаря этому tar при распаковке выводит имена (с путём) всех записываемых файлов. Если в рабочем каталоге уже есть файл, который tar собирается создать при распаковке, то этот файл будет попросту заменён файлом из архива. Так, когда Мефодий распаковал свой архив, подкаталог «bin/» со всем его содержимым заменился на подкаталог из архива. В данной ситуации это не страшно, поскольку в архиве файлы такие же, но вот если бы Мефодий перед распаковкой изменил какие-то из своих файлов в «bin/», он лишился бы всех изменений.
Формат пакета
Помимо хранения архива файлов у пакета есть и другие задачи (они обсуждаются в двух следующих разделах), поэтому для пакета в Linux не очень подходит обычный файловый архив, наподобие .tar, а нужен специальный формат. Таких форматов в Linux бывает несколько (краткое перечисление и характеристика — в разделе Package.Установщики пакетов), в системе Мефодия используется один из наиболее распространённых — rpm, поэтому все примеры в данной лекции будут с его участием. Для работы с пакетами в специальном формате нужна специальная программа-установщик, которая так же и называется — rpm: она занимается установкой, удалением, обновлением и проверкой пакетов.
Пакет в формате rpm — это единый файл со всеми необходимыми данными. Существуют определённые (хотя и не очень жёсткие и последовательные) соглашения относительно названий файлов-пакетов. Например, rpm-файл, содержащий комплект стандартных утилит coreutils, в системе Мефодия называется coreutils-5.2.1-some5.rpm: сначала — имя пакета, затем через дефис — служебная информация о номерах версий программного обеспчения и самого пакета.
Регистрация в системе
Итак, пакет с компонентом системы — это в первую очередь файловый архив, в котором хранятся все необходимые файлы вместе с путями к ним (т. е. каталогами). Когда компонентов много, нужно обеспечить, чтобы в разных пакетах не оказалось файлов с одинаковым именем и путём, чтобы файл, принадлежащий одному пакету, не мог быть заменён файлом другого пакета при установке. Отслеживать такого рода конфликты пакетов — вторая задача пакетирования.
Чтобы предупреждать конфликты, в системе должна храниться информация обо всех уже установленных пакетах и принадлежащих им файлах. Когда точно известно, какие файлы принадлежат пакету, можно полностью удалить пакет, не оставив и не удалив при этом ничего лишнего. Такой подход препятствует образованию в системе «мусора» — бесполезных файлов, оставшихся от удалённых программ — и делает операцию установки/удаления пакета полностью обратимой.
Rpm хранит информацию обо всех установленных в системе пакетах и принадлежащих им файлах и может выдать эту информацию по запросу пользователя. Почитав руководство по rpm, Мефодий выяснил, что список всех установленных в системе пакетов (скорее всего, очень длинный, в несколько тысяч строк) можно получить командой «rpm -qa», список всех файлов, принадлежащих пакету, командой «rpm -ql имя_пакета». Он решил проверить, есть ли в его системе уже известный ему по предыдущим лекциям пакет coreutils и узнать, какие утилиты ему принадлежат:
methody@localhost:~ $ rpm -qa | grep coreutils
coreutils-5.2.1-some5
methody@localhost:~ $ rpm -ql coreutils | grep bin
/bin/basename
/bin/cat
/bin/chgrp
/bin/chmod
. . .
Пример 3. Какие файлы принадлежат пакету?
Мефодий получил довольно длинный список имён файлов, среди которых встретил многие из уже знакомых ему утилит и кое-какие незнакомые. Причём запрашивая список файлов, Мефодий использовал только имя пакета, без версии — rpm позволяет обращаться так любому из установленных пакетов2. Можно выполнить и обратную процедуру — выяснить про любой файл, какому пакету он принадлежит:
methody@localhost:~ $ rpm -qf /etc/passwd
setup-2.2.5-some1
Пример 4. Какому пакету принадлежит файл?
Файлы, принадлежащие пакету, могут быть не только удалены, но и изменены. Это может быть сделано сознательно (например, отредактирован конфигурационный файл), в таком случае при обновлении или удалении пакета изменённый файл нужно сохранить, потому что в нём содержится результат работы, проделанной администратором. Для этого система должна уметь определять, что принадлежащий пакету файл изменился. Для этого в пакете должна храниться информация обо всех файлах архива: размер, атрибуты, контрольная сумма — в этом случае процедура проверки сможет проверить соответствие атрибутов файла в пакете атрибутам установленного в системе файла. Мефодий может проверить, что изменилось в пакете командой «rpm -V имя_пакета».
methody@localhost:~ $ rpm -V setup
S.5....T c /etc/X11/fs/config
S.5....T c /etc/exports
S.5....T c /etc/fstab
S.5....T c /etc/printcap
..?..... c /etc/securetty
Пример 5. Что изменилось в пакете?
Мефодий получил список изменившихся с момента установки пакета файлов. Видимо, всё это — конфигурационные файлы, отредактированные администратором системы. Мефодий догадался, что комбинация цифр, букв и точек — это список атрибутов, по которым rpm сравнивал установленные файлы с данными пакета, однако чтобы разобраться, что именно означает каждая буква, ему придётся внимательнее читать руководство. Система Linux раскладывается на компоненты без остатка: каждый файл в Linux принадлежит какому-нибудь (и только одному!) пакету.
Естественно, кроме тех файлов, которые созданы пользователями.
Это позволяет свести любые изменения в составе системы к операциям над пакетами — от начальной установки до сложных комплексных обновлений. В этом случае для всех изменений будет использоваться одна и та же программа-установщик, например, rpm.
Изменение настроек системы
Для полноценной регистрации пакета в системе обычно недостаточно, чтобы система хранила список файлов, принадлежащих пакету. При установке, удалении или обновлении пакета часто требуется выполнить ряд операций, чтобы обновить сведения о пакете, адаптировать настройки — как самого пакета к уже имеющимися в системе, так и наоборот. К тому же, некоторые изменения в системе, например, добавление и удаление псевдопользователя, не сводятся к добавлению и удалению файлов, и вдобавок зависят от текущего состояния системы. Получается, что регистрация в системе — дело не только системы, но и самого пакета. Поэтому в каждом пакете должны храниться сведения о том, какие действия следует выполнить в момент различных операций с ним — в этом состоит третья задача пакетирования.
Списки необходимых действий представлены в пакете в виде сценариев. Эти сценарии привязаны к процедурам установки и удаления пакета, причём могут быть вызваны по необходимости как до, так и после соответствующей процедуры. В результате процедуры установки и удаления пакета выглядят так:
- выполнение предшествующих установке/удалению сценариев;
- копирование файлов из архива в систему или удаление файлов из системы
- выполнение следующих за установкой/удалением сценариев.
methody@localhost:~ $ rpm -q --scripts coreutils
preinstall scriptlet (through /bin/sh):
# Remove info pages from fileutils, textutils and sh-utils.
for f in /usr/share/info/{fileutils,textutils,sh-utils}.info*; do
[ -f "$f" ] || continue
RPM_INSTALL_ARG1=0 /usr/sbin/uninstall_info "$f" ||:
done
postinstall scriptlet (through /bin/sh):
/usr/sbin/install_info coreutils.info
preuninstall scriptlet (through /bin/sh):
/usr/sbin/uninstall_info coreutils.info
Пример 6. Просмотр сценариев в пакете
Мефодий выяснил, что сценарии в пакете coreutils запускаются перед началом установки (preinstall), после установки (postinstall) и перед удалением (preuninstall), они выполняются стандартным командным интерпретатором (/bin/sh). Все эти сценарии нужны для того, чтобы зарегистрировать в системе info установленную пакетом документацию или удалить эту документацию из системы (командами /usr/sbin/install_info и /usr/sbin/uninstall_info соответственно). Поскольку info строит общее оглавление всей имеющейся в системе документации, простого копирования файлов было бы недостаточно.
В результате подобных операций по интеграции пакета в систему могут быть изменены или удалены файлы, не принадлежащие данному пакету, созданы новые файлы. Если программа, содержащаяся в пакете, пользуется услугами какой-нибудь уже установленной службы (например, syslogd), может понадобиться регистрация этой программы в конфигурационных файлах службы. Конечно, изменение «чужих» файлов в процессе установки пакета нежелательно: впоследствии, удаляя пакет, потребуется вернуть файл в исходное состояние, что не всегда возможно (например, после вдумчивого редактирования администратором). Избежать редактирования конфигурационных файлов позволяет схема «. d», описанная в лекции Этапы загрузки системы.
Цена удобства
Удобство, которое получает пользователь при работе с пакетами достигается не само собой, а человеческим трудом: пакеты должен создавать человек, его работа называется «сопровождающий» («package maintainer» или «packager»). В обязанности сопровождающего пакет входит подготовка файлового архива, необходимых для установки и удаления сценариев и прочей информации о пакете и его содержимом, и объединение их в одном файле-пакете.
Функции по созданию пакета в формате rpm также выполняет программа rpm.
Узнать, кто и когда создал пакет, получить краткую справку о программном обеспечении, которое в нём содержится, можно командой «rpm -qi имя_пакета».
methody@localhost:~ $ rpm -qi setup
Name : setup Relocations: (not relocateable)
Version : 2.2.5 Vendor: Some Linux Team
Release : some1 Build Date: Чтв 29 Янв 2004 18:08:05
Install date: Пнд 23 Авг 2004 15:08:45 Build Host: shogun.somelinux.org
Group : Система/Настройка/Прочее Source RPM: setup-2.2.5-some1.src.rpm
Size : 39969 License: GPL
Packager : Leon B. Gourievitch <shogun@somelinux.org>
Summary : Initial set of configuration files
Description :
Initial set of configuration files to be placed into /etc.
Пример 7. Описание пакета
Нужно принимать во внимание, что любой пакет, содержащий программное обеспечение для Linux, не является универсальным. Если у вас есть такой пакет, это ещё не означает, что его можно установить в вашей системе. Дело в том, что разные дистрибутивы Linux различаются именно тем, каким образом программное обеспечение организовано в систему (о дистрибутивах речь пойдёт в лекции Политика свободного лицензирования. История Linux: от ядра к дистрибутивам). Дистрибутивы могут различаться размещением файлов и процедурами, предусмотренными для интеграции в систему программного обеспечения, не говоря уже о том, что в разных дистрибутивах используется разный формат пакетов. Это значит, что пакет, подготовленный с ориентацией на один дистрибутив, может оказаться несовместимым с другим. Чтобы в вашем дистрибутиве появилась некоторая программа, кто-то должен подготовить и сделать доступным соответствующий пакет.
- пакет
- Ресурсы, необходимые для установки и интеграции в систему некоторого компонента (архив файлов, до- и послеустановочные сценарии, информация о пакете и его сопровождающем), объединённые в одном файле.
Несмотря на частные различия, дистрибутивы Linux представляют собой варианты одной и той же системы, поэтому в конечном итоге любую программу, работающую в одном дистрибутиве, можно «приспособить» к любому другому. Только для этого нужно располагать исходными текстами соответствующей программы. До сих пор речь шла только о так называемых двоичных пакетах, в которых программы содержатся в виде уже скомпилированных двоичных (исполняемых) файлов, в таком виде программа может зависеть от некоторых свойств системы и работать не везде. Чтобы получить работающую программу в системе, нужно установить именно двоичный пакет. Однако пакет может содержать и исходные тексты программ, такие пакеты называются исходными. Доступность исходных кодов — обязательное условие распространения большей части программного обеспечения для Linux, см. лекцию Политика свободного лицензирования. История Linux: от ядра к дистрибутивам. Если получилось так, что никто не подготовил пакет с нужной вам программой для вашего дистрибутива, у вас есть возможность установить исходный пакет и скомпилировать программу самостоятельно.
Слухи о том, что для сборки программы из исходных текстов не обязательно даже знать, что такое «компилятор», далеки от действительности.
При успешной компиляции из исходного пакета получается соответствующий двоичный, который уже можно установить в системе.