[inizio] [indice generale] [precedente] [successivo] [indice analitico] [contributi]

49. CD-ROM e filesystem ISO 9660

Il filesystem ISO 9660, cioè quello usato per i CD-ROM, è particolare a causa della struttura stessa dei CD: i dati vengono memorizzati in settori su un'unica traccia a spirale che parte dalla zona centrale e si espande verso l'esterno.

In questo senso, il CD assomiglia molto al nastro quando si è in fase di scrittura (i dati possono solo essere aggiunti), mentre in lettura si riesce a ottenere un accesso diretto come si fa con i dischi magnetici. Per questa ragione, lo stesso filesystem ISO 9660 è organizzato in modo che la scrittura avvenga una volta sola, senza la possibilità di cancellare o modificare dati già inseriti.

Si può fare esperienza con questo filesystem anche senza dover bruciare dei veri CD-R.

49.1 Creazione dell'immagine di un CD-ROM

Creare l'immagine di un CD-ROM significa predisporre un file in qualità di matrice del CD che si vuole masterizzare. Trattandosi dell'immagine di un CD-ROM, si tratta generalmente di realizzare un filesystem ISO 9660, probabilmente con qualche estensione.

49.1.1 Estensioni Rock Ridge

Il filesystem ISO 9660 è predisposto per gestire file il cui nome è organizzato nello stesso modo in cui faceva il Dos: 8.3, ovvero otto caratteri al massimo, seguiti da un punto e da un'estensione di un massimo di tre caratteri. *1*

Dal punto di vista dei sistemi Unix, questo non costituisce solo un problema nella dimensione dei nomi, ma soprattutto nella mancanza di tutti gli altri attribuiti che può avere un file: i permessi e le proprietà.

I CD-ROM realizzati per gli ambienti Unix sono fatti generalmente utilizzando le estensioni Rock Ridge che alla fine permettono di memorizzare tutti quei dati mancanti, compresa la possibilità di gestire nomi più lunghi, con o senza punti. Quando questi CD-ROM vengono letti in un sistema operativo che non sia in grado di interpretare tali estensioni, si riescono a vedere solo nomi di file corti.

Questo particolare deve essere tenuto in considerazione nella preparazione di CD-ROM. Se questi sono destinati ad ambienti normali, Dos e derivati, occorre organizzare un sistema di nomi corti per essere certi che il CD-ROM possa essere letto ovunque nello stesso modo.

Quando si usano delle estensioni per gestire nomi lunghi, è normale che all'interno di ogni directory venga aggiunto un file contenente un elenco di abbinamenti tra i nomi corti che appaiono quando non si dispone delle estensioni, e i nomi lunghi corretti. Di solito si tratta del file TRANS.TBL e il suo significato è evidente: translation table, ovvero tabella di conversione.

Anche il numero di livelli di sottodirectory ha un limite nel filesystem ISO 9660: sono al massimo 8. Le estensioni Rock Ridge permettono di superare tale limite, ma come al solito si pongono delle difficoltà per i sistemi che non sono in grado di gestire tali estensioni.

49.1.2 Estensioni El-Torito

Le estensioni El-Torito permettono di realizzare un CD-ROM «avviabile», purché il firmware (BIOS) dell'elaboratore sia in grado poi di sfruttare effettivamente questa possibilità.

Il metodo consiste nel simulare un dischetto, come se fosse stato inserito nella prima unità. Questo «dischetto» deve contenere naturalmente tutto quello che serve per avviare un sistema in grado di leggere il CD-ROM. In pratica, nel caso delle distribuzioni GNU/Linux, si include l'immagine del dischetto di avvio necessario a iniziare l'installazione della distribuzione stessa. Questo dischetto deve avere un formato normale: 1200 Kbyte, 1440 Kbyte o 2880 Kbyte.

49.1.3 $ mkisofs

mkisofs [<opzioni>] <directory>

mkisofs è un programma in grado di generare un filesystem ISO 9660, utilizzando eventualmente le estensioni Rock Ridge e anche El-Torito, a partire dal contenuto di una directory. In pratica, tutto quello che è contenuto nella directory, comprese le eventuali sottodirectory, viene usato per generare il nuovo filesystem. Non si tratta di un normale programma di inizializzazione, perché con questo tipo di filesystem non è possibile inizializzare prima e scrivere i dati dopo: inizializzazione e registrazione sono simultanee.

Se non viene utilizzata l'opzione -o, il risultato viene emesso attraverso lo standard output.

Questo programma non è in grado di registrare i CD-ROM, ma solo di generare un'immagine del risultato finale in un file che poi viene utilizzato dal programma di masterizzazione. In teoria è possibile inviare l'output del programma direttamente al programma di masterizzazione, ma si tratta generalmente di una tecnica sconsigliabile.

Alcune opzioni

-a

Include tutti i file. Se questa opzione non viene utilizzata, i file il cui nome contiene i simboli tilde (~) o # non vengono inclusi, trattandosi normalmente di copie di sicurezza di versioni precedenti.

-f

Utilizzando questa opzione, si fa in modo che i collegamenti simbolici vengano tradotti nel file o nella directory a cui puntano. Ciò è utile quando si prepara un CD-ROM senza le estensioni Rock Ridge. Se questa opzione non viene utilizzata, i collegamenti simbolici sono copiati come tali, e di conseguenza si utilizzano le estensioni Rock Ridge.

-m <modello>

Questa opzione, seguita da un modello realizzato con i caratteri jolly gestiti dalla shell, permette di escludere tutti i file e le directory che corrispondono al modello. Il modello riguarda solo il nome dei file e delle directory, non il percorso necessario a raggiungerli.

-o <file>

Questa opzione permette di specificare il file di destinazione che dovrà contenere l'immagine del filesystem generato. Il file indicato può anche essere un dispositivo a blocchi di un'unità a dischi, come un dischetto o una partizione, ma non un CD-ROM. Se questa opzione non viene utilizzata, il risultato viene emesso attraverso lo standard output.

-R

Questa opzione permette di generare un filesystem ISO 9660 con estensioni Rock Ridge, permettendo così la memorizzazione di tutte le informazioni tipiche dei sistemi Unix.

-r

Questa opzione si comporta in modo analogo a -R con la differenza che la proprietà e i permessi vengono modificati:

-T

Utilizzando questa opzione si attiva la creazione del file TRANS.TBL in ogni directory, per contenere la tabella di conversione necessaria a stabilire il nome corretto dei file quando si legge il CD-ROM in un sistema che non sia in grado di riconoscere le estensioni Rock Ridge.

-v

Durante il funzionamento, genera più informazioni.

-x <directory>

Permette di escludere la directory indicata.

Estensioni El-Torito

-b <file-immagine-di-avvio>

Permette di indicare il file contenente l'immagine di un dischetto da utilizzare per rendere avviabile il CD-ROM utilizzando le estensioni El-Torito. Questa opzione si usa assieme a -c.

-c <file-catalogo>

Questa opzione si usa assieme a -b allo scopo di rendere avviabile il CD-ROM utilizzando le estensioni El-Torito. Si deve indicare il nome di un file. mkisofs lo deve creare o sovrascrivere all'interno della gerarchia che compone l'insieme di ciò che si vuole inserire nel filesystem ISO 9660. In pratica, questo file serve a contenere delle indicazioni relativamente all'avvio del CD-ROM, definite automaticamente da mkisofs.

È un po' difficile indicare correttamente i file abbinati alle opzioni -b e -c. In pratica è necessario che la directory corrente nel momento della creazione dell'immagine ISO 9660 corrisponda al punto iniziale della gerarchia che si vuole archiviare in questo modo. Così, i percorsi dei file in questione possono essere indicati in modo relativo.

Esempi

mkisofs -r -T -v -o prova.img /home/tizio/elio

Crea un'immagine ISO 9660 nel file prova.img di quanto contenuto a partire dalla directory /home/tizio/elio/. Vengono usate le estensioni Rock Ridge, attraverso l'opzione -r, ma la proprietà e i permessi di file e directory vengono adattati nel modo generalmente più opportuno. Attraverso l'opzione -T si ottiene la creazione del file TRANS.TBL in ogni directory.

mkisofs -a -r -T -v -o prova.img /home/tizio/elio

Come nell'esempio precedente, ma, attraverso l'opzione -a, non vengono esclusi i file il cui nome contiene il simbolo ~ o #.

mkisofs -r -T -v -o prova.img -b images/boot.img -c boot/boot.cat `pwd`

Crea un'immagine ISO 9660 in un file, a partire dalla directory corrente (l'indicazione viene ottenuta attraverso quanto restituito dal comando pwd). Vengono usate le estensioni Rock Ridge, con l'opzione -r, in modo che la proprietà e i permessi di file e directory siano adattati nel modo generalmente più opportuno. Inoltre si utilizza il file images/boot.img per l'avvio del CD-ROM, e si crea il file boot/boot.cat per lo stesso motivo.

mkisofs -r -T -v -o prova.img -b images/boot.img -c boot/boot.cat $PWD

Come nell'esempio precedente, con la differenza che la directory corrente viene ottenuta dalla variabile di ambiente PWD.

49.1.4 $ mkhybrid

mkhybrid [<opzioni>] <directory>

mkhybrid è un programma derivato da mkisofs, rispetto al quale è in grado di gestire un numero maggiore di varianti del filesystem ISO 9660, su un unico filesystem ibrido. Per la precisione, permette di utilizzare anche le estensioni Joliet (Microsoft) e HFS (Apple). Il funzionamento è analogo a quello del suo predecessore; in particolare si aggiungono delle opzioni specifiche per le nuove estensioni.

In generale valgono le opzioni di mkisofs. Qui viene descritta solo l'opzione necessaria a inserire le estensioni Joliet, mentre per quelle HFS è necessario leggere la pagina di manuale mkhybrid(8).

Opzioni relative alle estensioni Joliet

-J

Genera le estensioni Joliet.

Esempi

mkhybrid -r -T -J -v -o prova.img /home/tizio/elio

Crea un'immagine ISO 9660 nel file prova.img di quanto contenuto a partire dalla directory /home/tizio/elio/. Vengono usate le estensioni Rock Ridge, attraverso l'opzione -r, ma la proprietà e i permessi di file e directory vengono adattati nel modo generalmente più opportuno. L'opzione -J aggiunge le estensioni Joliet. Attraverso l'opzione -T si ottiene la creazione del file TRANS.TBL in ogni directory.

mkhybrid -a -r -T -J -v -o prova.img /home/tizio/elio

Come nell'esempio precedente, ma, attraverso l'opzione -a, non vengono esclusi i file il cui nome contiene il simbolo ~ o #.

mkhybrid -r -T -J -v -o prova.img -b images/boot.img -c boot/boot.cat `pwd`

Crea un'immagine ISO 9660 in un file, a partire dalla directory corrente (l'indicazione viene ottenuta attraverso quanto restituito dal comando pwd). Vengono usate le estensioni Rock Ridge, con l'opzione -r, in modo che la proprietà e i permessi di file e directory siano adattati nel modo generalmente più opportuno. L'opzione -J aggiunge le estensioni Joliet. Inoltre si utilizza il file images/boot.img per l'avvio del CD-ROM, e si crea il file boot/boot.cat per lo stesso motivo.

mkhybrid -r -T -J -v -o prova.img -b images/boot.img -c boot/boot.cat $PWD

Come nell'esempio precedente, con la differenza che la directory corrente viene ottenuta dalla variabile di ambiente PWD.

49.1.5 Esperimenti con il filesystem ISO 9660

Prima di arrivare alla realizzazione di un CD-ROM occorre fare qualche esperimento non distruttivo. Si suppone che si tratti dell'utente tizio che ha costruito una struttura a partire dalla directory prova/ discendente dalla propria directory personale.

mkisofs -r -T -v -o ~/prova.img ~/prova[Invio]

In questo modo è stato creato il file prova.img nella directory personale dell'utente. Per verificare il risultato si può eseguire il montaggio dell'immagine appena creata, ma per questo occorre avere i privilegi dell'utente root.

su[Invio]

Password: *******[Invio]

mount -o loop -t iso9660 /home/tizio/prova.img /mnt/cdrom[Invio]

Se tutto va bene, da questo momento l'immagine risulta collegata alla directory /mnt/cdrom/. Al termine si smonta l'immagine nel modo solito.

umount /mnt/cdrom[Invio]

Volendo, un'immagine di un filesystem ISO 9660 può risiedere in un disco normale, o meglio, un disco normale può essere utilizzato come se fosse un CD-ROM. Quello che si ottiene è sempre un'unità in sola lettura, perché il tipo di filesystem non consente la modifica.

Supponendo che con l'esempio precedente si fosse ottenuto un file di dimensioni inferiori o al massimo uguali a quelle di un dischetto, si può riversare tale immagine nel modo seguente:

cp /home/tizio/prova.img /dev/fd0[Invio]

Una volta trasferito si può montare il dischetto come se si trattasse di un CD-ROM.

mount -t iso9660 /dev/fd0 /mnt/cdrom[Invio]

Al termine si smonta il dischetto nel modo solito.

umount /mnt/cdrom[Invio]

49.2 Masterizzazione

Per giungere alla realizzazione di un proprio CD, occorre un'unità per la masterizzazione e il software adatto per trasferire un'immagine ISO 9660 nel CD vergine. In questa parte viene spiegato il procedimento a grandi linee. Prima di giungere alla masterizzazione vera e propria, e comunque prima di acquistare un masterizzatore, è necessario leggere tutta la documentazione disponibile al riguardo, a cominciare da CD-Writing HOWTO di Winfried Trümper.

Il CD che può essere realizzato in casa è un CD-R, ovvero un Compact Disk Recordable. Si distingue dai CD industriali per il fatto di utilizzare un sottile strato d'oro, mentre quelli normali utilizzano uno strato di alluminio.

49.2.1 Masterizzatore SCSI

Il masterizzatore più comune è di tipo SCSI e per questo è necessario che il kernel sia stato predisposto opportunamente.

Oltre a questo occorre avere indicato il tipo di unità di controllo SCSI.

La registrazione di un CD-R attraverso un'unità SCSI avviene per mezzo di un dispositivo SCSI generico, utilizzando i file di dispositivo /dev/sc*. Questo significa anche che il programma di registrazione richiede l'identificazione dell'unità SCSI attraverso dei modi inconsueti. È necessario determinare di quale unità di controllo SCSI si tratta (probabilmente è l'unica installata), il numero dell'unità SCSI e l'eventuale LUN (se il LUN non viene utilizzato, questo corrisponderà semplicemente a zero).

49.2.2 Masterizzatore IDE/ATAPI

A titolo informativo, vale la pena di annotare cosa si può fare, o tentare di fare, se si vuole utilizzare un masterizzatore che utilizza l'interfaccia IDE/ATAPI. Queste informazioni non sono state verificate in pratica.

Generalmente occorre abilitare l'emulazione SCSI all'interno della gestione ATAPI. In pratica, oltre alle indicazioni già viste per la masterizzazione utilizzando un'interfaccia SCSI, occorre modificare quanto segue:

Eventualmente, si può avere cura di far funzionare il masterizzatore come unità master.

Utilizzando un kernel predisposto in questo modo, le unità CD-ROM risulteranno accessibili attraverso i dispositivi /dev/scd*, e non più attraverso quelli corrispondenti ai dispositivi IDE.

Per verificare il riconoscimento di queste unità pseudo-SCSI, si può provare a utilizzare cdrecord con l'opzione -scanbus.

49.2.3 Problemi legati alla masterizzazione

La registrazione di un CD-R è un'operazione a senso unico senza possibilità di ripensamenti né ritardi. Se qualcosa non va, il CD che si ottiene è da buttare. Vanno tenute a mente alcune regole fondamentali:

Il problema legato al flusso di dati costante è probabilmente il più delicato. Questo generalmente impedisce di utilizzare per altre attività l'elaboratore con cui si esegue la masterizzazione. Anche il problema della vibrazioni non deve essere trascurato; un urto potrebbe rovinare la registrazione, ma nello stesso modo, anche un'intensa attività del disco fisso può produrre delle vibrazioni che possono interferire con la registrazione del CD-R.

Per ultimo va considerato anche il problema della pulizia del CD-R vergine: prima della registrazione è opportuno afferrarlo con cura in modo da non sporcare il lato che deve essere inciso. Una volta registrato, sarà meno importante il problema della pulizia.

49.2.4 # cdrecord

cdrecord [<opzioni-generali>] dev=<dispositivo> [<opzioni-di-traccia>] <traccia>...

cdrecord è un programma in grado di registrare CD-R attraverso un gran numero di unità, principalmente SCSI. Per conoscere precisamente quali unità è in grado di gestire conviene consultare la documentazione interna e in particolare la pagina dedicata a questo programma: http://www.fokus.gmd.de/hthp/employees/schilling/cdrecord.html.

Per l'utilizzo di unità SCSI occorre conoscere precisamente le coordinate dell'unità di masterizzazione. L'indirizzo può essere composto nei due modi seguenti:

dev=<unità-controllo-SCSI>,<SCSI-ID>,<LUN>

dev=<SCSI-ID>,<LUN>

In pratica, il secondo modo può essere utilizzato quando si dispone di un'unica unità di controllo SCSI.

Le tracce sono semplicemente nomi di file da usare durante la registrazione. Se si intende utilizzare lo standard input si deve indicare un singolo trattino (-). *2*

Eventualmente, utilizzando l'opzione -scanbus, è possibile conoscere quali unità di controllo SCSI sono installate, assieme all'indicazione delle unità SCSI collegate e alle loro coordinate. Questa opzione è tanto più utile se si utilizzano unità ATAPI (IDE) con l'emulazione SCSI.

Alcune opzioni generali

Le opzioni generali vanno indicate prima della specificazione delle coordinate necessarie a raggiungere l'unità di registrazione.

---------

-v

Durante la registrazione emette più informazioni.

-V

Durante la registrazione emette più informazioni legate al trasporto SCSI. L'uso di questa opzione è sconsigliabile in generale, perché genera un rallentamento che potrebbe provocare l'interruzione della registrazione.

-dummy

Permette di eseguire tutte le operazioni in simulazione. In pratica, tutto avviene come nella realtà, tranne per il fatto che il laser viene lasciato spento.

-multi

Permette la registrazione multisessione. È importante ricordare che non tutti i lettori CD-ROM sono in grado di leggere CD multisessione.

-fix

Permette di concludere una registrazione in cui l'operazione non sia già stata fatta automaticamente. Generalmente, questa opzione non viene utilizzata.

-eject

Espelle il disco alla fine delle operazioni.

speed=<velocità>

Permette di definire la velocità di registrazione. Il valore da inserire è un numero intero corrispondente a un multiplo della velocità standard di riproduzione di un CD audio: 175 Kbyte/s. Per fare un esempio, 4 corrisponde a quello che di solito si esprime come x4 o 4x.

Alcune opzioni di traccia

Le opzioni di traccia possono essere alternate tra i nomi dei file che rappresentano le tracce da registrare. La validità dell'effetto di queste opzioni riguarda le tracce successive, fino a che non si incontrano opzioni contrarie.

---------

-data

Questa opzione è predefinita e permette di specificare che le tracce seguenti contengono dati ISO 9660 o Rock Ridge.

-pad

Aggiunge alla fine delle tracce una pausa di circa 15 secondi. Questa opzione può essere utile se il lettore risulta incapace di leggere gli ultimi settori delle tracce.

-bytes=<dimensione>

Questa opzione permette di specificare la dimensione in byte dell'immagine della traccia successiva. Può essere necessaria tale indicazione quando si tratta di una partizione di un disco, per cui la dimensione reale della traccia è inferiore a quella della partizione stessa. Generalmente si utilizza un'immagine in un file, la cui dimensione coincide con quella della traccia, per cui questa opzione non ha la necessità di essere inserita.

Esempi

cdrecord -scanbus

Scandisce le unità SCSI reali, e quelle emulate, elencando ciò che trova.

cdrecord -v speed=1 dev=0,2,0 -data traccia.img

Esattamente come nell'esempio precedente, indicando esplicitamente di utilizzare la prima unità di controllo SCSI.

cdrecord -v speed=1 dev=2,0 -data traccia.img

Inizia la registrazione a velocità normale del file traccia.img, nell'unità SCSI numero 2 senza LUN.

cdrecord -v speed=4 dev=3,0 -data traccia.img

Inizia la registrazione a una velocità quadrupla (x4) del file traccia.img, nell'unità SCSI numero 3 senza LUN.

49.3 Estrazione delle tracce

Un filesystem ISO 9660 può trovarsi in un CD-ROM o in un altro tipo di unità di memorizzazione, precisamente nella prima traccia dati. Qualunque sia la situazione, questa traccia dati può avere una dimensione inferiore all'unità di memorizzazione. Trovandosi nella necessità di estrarla, è utile conoscerne tale dimensione.

Se c'è il modo di montarlo, basta utilizzare successivamente il comando df per sapere esattamente il numero di Kbyte contenuti; ma in alternativa si può utilizzare il programma isosize contenuto nel pacchetto Xcdroast. Per la precisione dovrebbe trovarsi nella directory /usr/lib/xcdroast*/bin/:

/usr/lib/xcdroast*/bin/isosize /dev/cdrom

Il comando mostra in che modo sia possibile determinare la dimensione della prima traccia dati del CD-ROM inserito nel lettore corrispondente al dispositivo /dev/cdrom (quello predefinito). Volendo estrarre la traccia, senza altri dati aggiuntivi, si potrebbe utilizzare dd nel modo seguente:

dd if=/dev/cdrom of=traccia bs=1b count=`isosize /dev/cdrom`

In questo caso si suppone che isosize sia accessibile attraverso l'elenco dei percorsi di ricerca per gli eseguibili, della variabile di ambiente PATH.

49.3.1 Verifica di un CD-R appena registrato

La verifica del successo o meno nella registrazione di un CD-R può essere fatta in un modo piuttosto semplice: leggendo tutto il contenuto e verificando se con questa operazione si ottengono delle segnalazioni di errori.

Supponendo di disporre di un lettore per CD-ROM in corrispondenza del dispositivo /dev/hdc, si potrebbe procedere come segue:

cat /dev/hdc > /dev/null 2> /tmp/errori.txt

Se tutto va bene, alla fine si ottiene un file /tmp/errori.txt vuoto. Altrimenti il file riporta una segnalazione del tipo seguente:

cat: /dev/hdc: I/O error

Alle volte si possono osservare sullo schermo delle segnalazioni di errore aggiuntive anche quando il file /tmp/errori.txt, o un suo equivalente, risulta vuoto alla fine del test. Dal momento che sia lo standard output che lo standard error del comando sono ridiretti, si tratta di messaggi estranei provenienti dal sistema. A tali messaggi di errore corrispondono poi dei ritentativi, e solo se il sistema non riesce in alcun modo a superare tali errori si genera un errore tale da coinvolgere il comando stesso, che poi lo segnala attraverso lo standard error.

Se si ottiene una segnalazione di errore attraverso lo standard error di un comando di lettura, come cat, il CD-ROM è difettoso, altrimenti gli errori segnalati sullo schermo sono ignorabili. Inoltre, è il caso di ricordare che prima di iniziare il controllo di un altro CD-ROM, è necessario cancellare il file di destinazione dello standard error.

rm /tmp/errori.txt ; cat /dev/hdc > /dev/null 2> /tmp/errori.txt

Tuttavia, si potrebbe fare meglio utilizzando il programma isosize già descritto nella sezione precedente. In questo modo si evitano tentativi di lettura oltre la fine della traccia, che generano normalmente degli errori tali da creare un po' di confusione:

dd if=/dev/cdrom of=/dev/null bs=1b count=`isosize /dev/cdrom`

49.4 CD-ROM con filesystem differenti

Un CD-R può essere masterizzato anche utilizzando per la traccia dati un filesystem differente dal solito ISO 9660. Evidentemente, qualunque cosa sia, alla fine sarà possibile solo l'accesso in lettura. In questo senso è da considerare la possibilità di utilizzare i CD-R per l'archiviazione di un singolo file (tar+gz, o qualcosa del genere), senza la necessità di creare l'immagine di un filesystem vero e proprio.

49.5 Riferimenti

---------------------------

Appunti Linux 1999.09.21 --- Copyright © 1997-1999 Daniele Giacomini --  daniele @ pluto.linux.it


1.) In realtà, il filesystem ISO 9660 sarebbe in grado di gestire nomi di un massimo di 32 caratteri. Il motivo per il quale si mantiene lo standard 8.3 è quello per cui si vuole consentire a qualunque sistema operativo, Dos incluso, di accedere ai suoi dati.

2.) Generalmente, l'utilizzo di una pipeline per generare l'input di un programma di masterizzazione dei CD-R è sconsigliabile. Ciò perché potrebbero verificarsi dei ritardi nel flusso di dati che giunge all'unità di masterizzazione, provocando l'interruzione irreversibile della registrazione stessa.


[inizio] [indice generale] [precedente] [successivo] [indice analitico] [contributi]