Attivazione di VirtualBox - Per il Laboratorio di Tecnologie Informatiche e Reti useremo una VirtualBox con ReLivix-m15 funzionante su una macchina Windows. Per fissare le idee supporremo che la macchina host abbia il sistema operativo Windows 7, almeno una CPU Intel a 2 core, e 2 GB di memoria RAM.
Queste indicazioni sono importanti soprattutto per quanto riguarda la quantità di memoria, infatti il sistema operativo ospite, ReLivix-m15, è stato configurato per lavorare, al meglio, con 0,75 GB di RAM che verranno pertanto sottratti al sistema operativo ospitante, il quale nelle ipotesi fatte si troverà a lavorare con i restanti 1,25 GB di RAM. Ovviamente le cose migliorano, per il sistema operativo ospitante, con una maggiore disponibilità di memoria.
Il funzionamento con una disponibilità di solo 1 GB di RAM non è consigliabile, neanche riducendo a 512 MB la memoria assegnata a ReLivix. La macchina ospitante infatti dovrà fare un continuo ricorso al meccanismo di swap della memoria rendendo estremamente lenta l'esecuzione o bloccandola del tutto, e comunque risulta al limite della operatività.
Ecco come procedere in 5 passi.

• 1 - Installare, prelevandoli dal sito di Oracle, prima il pacchetto VirtualBox (Scaricare ed Installare) e poi le Extension Pack. Queste ultime non bisogna scaricarle, ma accettare che vengano installate tramite il VirtualBox Manager incluso nel pacchetto precedentemente installato (Rispondere si alla richiesta di esecuzione tramite VirtualBox Manager).
• 2 - Creare la Cartella condivisa, per lo scambio di file tra host e guest, che sarà chiamata SharedVbox e verrà posta proprio sotto la radice di C:.
  Risulta sicuramente comodo creare anche un collegamento a SharedVbox sul Desktop.
• 3 - Disporre di una copia del file archivio ReLivix-m15.ova su chiavetta usb o su altro analogo supporto.
• 4 - Avviare VirtualBox e quando apparirà questa schermata di benvenuto:
  
  
  selezionare dal menù File la voce Importa applicazione e quindi il file ReLivix-m15 dal dispositivo che lo contiene. Accettare le richieste successive fino ad installazione avvenuta, confermata dalla presenza dell'icona della macchina ReLivix come si vede nella schermata seguente.
  
  
• 5 - Avviare la macchina ReLivix-m15, con un doppio click sull'icona, e collaudare lo scambio di file tramite la Cartella condivisa SharedVbox. A questo punto la macchina virtuale Linux è pronta per funzionare correttamente.

Conclusioni - I principali vantaggi di questo modo di utilizzare Linux possono essere riassunti nei seguenti punti:

• Il computer host non viene alterato in alcun modo, se non con la semplice installazione di VirtualBox.
• Non si corre alcun il rischio di commettere guai sul computer host in fase di installazione (errata formattazione, perdita di dati, blocchi nella fase di boot).
• Si utilizza sempre lo stesso identico ambiente di lavoro, sia a casa sia a scuola.
• La navigazione in Internet è molto più sicura in Linux e quindi conviene addirittura navigare sempre all'interno di ReLivix-m15 nella VirtualBox, piuttosto che nella macchina reale Windows sempre esposta agli attacchi di virus e malware.
• Nella remota ipotesi di rovinare accidentalmente il sistema operativo guest basterà cancellare il file virtuale del sistema operativo e procedere ad una sua nuova importazione.

A fronte dei vantaggi precedenti occorrerà accettare qualche piccola limitazione:

• Una esecuzione leggermente rallentata, ma in ogni caso più veloce che non con i CD/DVD Live.
• Una certa riduzione nella disponibilità della massima quantità di memoria RAM.

Un altro modo per utilizzare Linux senza alterare il sistema Windows già installato sul proprio computer è quello di avviarlo da chiavetta USB. Ecco come procedere:

• 1 - Avere a disposizione ReLivixM15.iso (file immagine del DVD Live ReLivixM15) in una apposita cartella o su altro supporto. La stessa procedura può essere eseguita, tuttavia, anche per altre immagini iso: Ubuntu, Linux Mint, o derivate.
• 2 - Inserire una chiavetta USB da 4÷8 GB, già formattata FAT32. Una dimensione maggiore sarebbe sprecata, lavorando sotto Windows.
• 3 - Avviarere UNetbootin per Windows, dopo averlo scaricato dal suo sito. Nella sezione Techne abbiamo già illustrato alcuni aspetti di questo ottimo strumento.
• 4 - Quando si presenterà la schermata della figura sottostante:
  
  
  
  
  Cliccare sulla selezione Immagine disco, Selezionare il file immagine ReLivixM15.iso, Impostare lo spazio per la persistenza da un minimo di 200 MB (per le chiavette da 4 GB) ad un massimo di 4096 MB (per le chiavette da 8 GB), Verificare attentamente che sia corretta la lettera dell'Unità corrispondente alla chiavetta su cui effettuare l'installazione, Premere il pulsante OK.
• 5 - Attendere pazientemente (occorreranno circa 10 minuti) che venga completato il lavoro di installazione.
• 6 - Se il computer è già predisposto per l'avvio da chiavetta USB, riavviare il sistema e, se tutto è andato a buon fine, il boot verrà effettuato dalla chiavetta rimasta inserita.

 Avvertenza 1:  Se il computer non dovesse avviarsi regolarmente da chiavetta USB occorre disinserila e spegnere il computer. Quindi riavviare il computer ed attivare immediatamente il tasto (F1, F2, Canc, ...) o la combinazione di tasti prevista dal costruttore per accedere alla schermata di setup. A questo punto occorre verificare:

• a - Che sia abilitato l'avvio da USB e che nell'ordine di avvio per il boot i dispositivi USB siano al primo posto.
• b - Disabilitare Secure Boot, agendo come indicato negli help (generalmente selezionando la voce disabled).
• c - Cercare nelle Boot Options la voce CSM (Compatibility Support Module) ed attivarla. Questo permetterà di avviare anche sistemi operativi non compatibili con UEFI.

A questo punto occorre salvare le modifiche effettuate (generalmente premendo il tasto F10), reinserire la chiavetta, riavviare il computer e, come dicono gli americani, good luck.

 Avvertenza 2:  La qualità delle chiavette USB utilizzate per questa applicazione è fondamentale e lo si noterà soprattutto nella durata della fase di avvio. Ci sono in giro delle chiavette economiche che quando vengono utilizzate per questo scopo comportano tempi d'avvio estenuanti, in alcuni casi oltre i 6-7 minuti!! Con una buona chiavetta, invece, ed un computer veloce il tempo di avvio dovrebbe aggirarsi attorno al minuto, più o meno.
Capita talvolta, purtroppo, di imbattersi in qualche chiavetta difettosa che non ne vuole assolutamente sapere di avviarsi con il sistema operativo installato, non resta che riprovare con un'altra chiavetta.

 Avvertenza 3:  La quantità di RAM assegnata per la persistenza consentirà di salvare i propri dati e, soprattutto, gli eventuali aggiornamenti apportati al sistema operativo. Si consiglia quindi, vivamente, l'utilizzo di una chiavetta da 8 GB. Mentre è perfettamente inutile usare chiavette di capacità maggiore dal momento che Windows, con la formattazione FAT32, non sarebbe in grado di gestire file maggiori di 4GB. Infatti la persistenza viene ottenuta, in prima istanza, con l'aiuto di un file chiamato casper-rw. Per aggirare l'ostacolo e abbattere la barriera dei 4GB occorre preparare la chiavetta con una macchina Linux, come indicato in questo articolo.

In ambiente Linux è presente uno strumento formidabile per la programmazione chiamato gcc (gnu compiler collection). Nato inizialmente come un compilatore per il linguaggio C, dispone oggi di vari front end per altri linguaggi, tra cui Java, C++, Objective C, Fortran e Ada, e di vari back-end che sono in grado di generare linguaggi macchina per molte architetture, tra le quali x86, x86-64, ARM, IA-64, PowerPC, s390, SPARC.
In ogni caso al suo interno c'è sempre un linker e l'assemblatore gas (gnu assembler). Purtroppo la sintassi di quest'ultimo non è delle più intuitive per un principiante ed, inoltre, segue lo standard AT&T. Per potere lavorare con lo standard Intel ho scelto di utilizzare l'assemblatore nasm.
In conclusione, gli strumenti e le convenzioni utilizzati nelle esercitazioni saranno i seguenti:

• Assemblatore: nasm della NetWide, dove è possibile scaricare i sorgenti della versione più recente, da compilare ed installare in proprio (vedi oltre). Per maggior tranquillità è meglio, però, installarlo con il gestore di pacchetti della propria distribuzione, i risultati saranno comunque garantiti con tutti gli esercizi proposti.
• Linker 1: ld, già incluso nelle binutils.
• Linker 2: quello incluso in gcc.
• Editor: qualunque editor di testo va bene, da segnalare geany che è un ottimo editor multischeda, a sintassi colorata, multilinguaggio.
• Debugger: gdb interfacciato graficamente da ddd. Esiste anche geany-plugin-gdb per gestire gdb tramite geany.
• Nomi dei file sorgente: con suffisso .asm
• Nomi dei file oggetto: con suffisso .o
• Nomi dei file eseguibili: senza suffisso

Ecco alcune delle motivazioni:

• Come assemblatore la scelta cade su nasm sia per continuare ad usare la sintassi Intel, già utilizzata anche con altri sistemi operativi, sia per la maggiore difficoltà didattica della sintassi AT&T e quindi, generalmente, non considererò esempi da compilare con gas.
• Utilizzerò il linker gcc solo quando sarà necessario usare le funzioni della libreria libc. Il risultato finale sarà un po' più lungo in termini di byte, ma la semplicità con cui si importano le funzioni è, per me, didatticamente più importante. Da notare, ancora, che gcc utilizza, a sua volta, il linker ld.
• In tutti gli altri casi utilizzerò, invece, il linker ld per ottenere un eseguibile più compatto.
• In Linux, come è noto, i suffissi (o estensioni) dei nomi dei file non sono significativi, ma l'aver imposto delle precise scelte in merito evita problemi di confusione nello scambio di materiale di lavoro all'interno del laboratorio.

Installazione di nasm dai sorgenti

Se si desidera proprio l'ultima versione di nasm, o perchè non ci si accontenta della versione fornita dal proprio gestore di pacchetti o per altri motivi, basta visitare il sito del produttore NetWide e scaricare dalla sezione download i sorgenti più recenti. Mentre scrivo questi appunti, l'ultima versione è la 2.10.07, quindi scarico il pacchetto nasm-2.10.07.tar.bz2 e provvedo a scompattarlo in un'apposita cartella. Apro un terminale e mi ci posiziono dentro, quindi eseguo nell'ordine i comandi:

E subito dopo, con i diritti di amministratore:

A questo punto il nostro sistema dispone dell'ultima versione di nasm, e per verificarlo è sufficiente, sempre da terminale, dare il seguente comando:

ottenendo in risposta le informazioni sulla versione e sulla data di compilazione:

NASM version 2.10.07 compiled on Mar 29 2013

Questa procedura di installazione (con l'aggiunta del parametro everything) ha installato anche il disassemblatore ndisasm che, come si può intuire, svolge la funzione inversa di un assemblatore, ricostruendo il sorgente partendo dall'eseguibile. Una funzione comoda per il cosiddetto reverse engineering o retroingegnerizzazione; anche se, momentaneamente, non ho intenzione di usarlo non è detto che non possa tornare utile in qualche circostanza futura.

                             q: esce dall'ambiente gdb;
                             h: aiuto sui comandi gdb;
                             l: lista alcune righe del sorgente;
                    l num_riga: lista le righe del sorgente subito prima e subito dopo quella indicata;
              info address var: restituisce l'indirizzo di var;
                info variables: restituisce nome e indirizzo di tutte le variabili;
                info registers: visualizza lo stato dei registri;
           breakpoint num_riga: inserisce un blocco subito dopo la riga indicata;
                             r: esegue il programma fino al primo blocco;
                             c: riprende l'esecuzione;
                             s: esegue solo l'istruzione successiva.