Pratique du shell Linux

1. Mode "ligne dommande" de linux

1.1. Objectifs

À l’issue de cette activité, vous devez être capable :

d’utiliser l’interpréteur de commande Linux pour exécuter des commandes
de parcourir les pages de manuel pour trouver l’aide sur une commande particulière
de vous déplacer dans l’arborescence de fichiers d’un système Linux depuis la ligne de commande
de créer/supprimer des fichiers ou des répertoires depuis la ligne de commande
d’interpréter/changer les droits d’accès aux fichiers
d’expliquer et de mettre en place des liens matériels et symboliques sur des fichiers
de mettre en pratique les différents mécanismes liés aux méta-caractères du shell (jokers, redirection, tubes…)
de visualiser/contrôler/tuer les processus du système
d’afficher/configurer les paramètres d’une interface réseau
de tester l’accès réseau

1.2. Pré-requis

Notions de base sur les systèmes d’exploitation.

1.3. Conditions

Activité su PC Linux Ubuntu avec connexion internet
Niveau première
Type d’activité Cours/TP
Durée : 4h

1.4. Rubriques du programme :

Systèmes d’exploitation
- Identifier les fonctions d’un système d’exploitation
- Utiliser les commandes de base en ligne de commande
- Gérer les droits et permissions d’accès aux fichiers.
Transmission de données dans un réseau
- Configurer une interface réseau
- Tester une connexion réseau

2. Introduction

Linux est un système d’exploitation libre multi-tâches et multi-utilisateurs.

Cette dernière caractéristique permet à plusieurs utilisateurs d’utiliser le système simultanément.

Afin de définir les limites d’utilisation du système pour chaque utilisateur, on attribue à chacun d’eux un compte utilisateur.

Ainsi, lorsqu’on veut utiliser un système Linux, il faut d’abord se connecter à son compte par une procédure appelée login qui consiste à fournir son identifiant et son mot de passe. Si ceux-ci sont connus du système, on a alors accès au système pour y exécuter des programmes.

Il y a 2 catégories d’utilisateurs :

l'administrateur : c’est celui qui, en principe, a installé le système. Il pourra modifier les préférences générales du système et créer de nouveaux comptes utilisateur. Lui seul pourra installer une application modifiant le système. Sous Linux, son nom est généralement root.
les utilisateurs “standards” : ce sont les autres utilisateurs du système. Ils ont des pouvoirs et accès limités

Au travers de cette activité, vous découvrirez les moyens d’interagir avec un système linux en utilisant le mode ligne de commande.

3. Interpréteur de commandes

Dans la suite de l’activité, vous allez utiliser exclusivement le système Linux dans un mode appelé ligne de commande. Ce mode qui va vous sembler très “rustique” est cependant très pratique dès lors qu’on désire travailler à distance sur un système Linux (ce qui est souvent le cas lorsqu’on fait de l’administration système).

Pour exploiter ce mode ligne de commande tant redouté mais jamais inégalé , vous allez exécuter un logiciel appelé terminal (ou console). Ce logiciel vous donne accès à un interpréteur de commandes en ligne - on dit aussi shell - dont le rôle est d’offrir une interface vers le système d’exploitation par l’intermédiaire de commandes soit saisies à la main depuis le terminal soit exécutées en séquence depuis un fichier de commandes (ou script) dans lequel elles auront été stockées au préalable.

Shell signifie “coquille” en français. On peut donc considérer l’interpréteur de commandes comme une coquille autour du système d’exploitation qui constitue donc le “noyau” (ou kernel en anglais) du système complet.

A faire : Console de Linux

Ouvir un terminal : Cliquer sur Chercher sur votre ordinateur et saisir terminal.
Inspecter ce qui s’affiche à l’écran.

Ce qui s’affiche à l’écran s’appelle une invite de commande (ou prompt). Celle-ci indique que l’interpréteur de commandes est en attente de saisie d’une commande.

L’invite de commande est personnalisable mais elle renseigne généralement sur :

le nom de l’utilisateur couramment connecté au système ;
l’endroit où il se trouve dans l’arborescence de fichiers du système ;
le type de compte (“administrateur” ou “standard”).

Par exemple, lorsque je suis connecté en tant qu’administrateur sur ma machine, mon invite de commande est :

marc@topix:/etc #

avec :

marc@topix : mon nom d’utilisateur puis le nom de ma machine séparés par le caractère arobase (→ ‘@’)
/etc : le dossier ou répertoire (folder ou directory en anglais) dans lequel je me trouve actuellement
# : un caractère qui renseigne sur le type de profil sous lequel je suis connecté → administrateur en l’occurence (un profil standard est généralement indiqué par un > ou $)

Dans un système Linux, il existe plusieurs interpréteurs de commandes qui possèdent chacun leurs spécificités. Celui utilisé par défaut dans la distribution Ubuntu lorsqu’on lance l’application Terminal est **bash (Bourne Again SHell>. C’est une évolution du shell ancestral des systèmes Unix dont découle Linux.

4. Commandes

Une commande est une ligne de texte destinée à être interprétée par le shell. Le résultat de l’interprétation mène généralement à l’exécution d’un programme. Le terme “commande” désigne ainsi souvent la ligne de texte qu’il faut saisir et le résultat auquel elle mène suite à son interprétation par le shell (→ exécuter une commande ≈ lancer un programme).

Ce programme prend bien souvent en entrée des options et/ou des arguments qui lui sont fournis par l’intermédiaire de la ligne de commande.

Pour exécuter une commande, il suffit donc de :

la saisir suite à l’invite de commande du shell (le nom d’un fichier exécutable par exemple)
fournir éventuellement des arguments et/ou options séparés par des espaces
lancer l’exécution en enfonçant la touche Entrée ↲ du clavier.

L’exécution d’une commande peut mener à divers résultats :

renvoyer de l’information à l’écran ou dans un fichier ;
communiquer à travers le réseau ;
produire un message d’erreur ;
…

4.1. Syntaxe générale des commandes

La syntaxe des commandes, c’est-à-dire la manière dont on doit les écrire, est souvent donnée avec la notation suivante :

commande [option].. . [argument].. .

avec :

commande : le nom du programme à exécuter
[option]…: une suite éventuelle d’options qui précisent la façon dont la commande doit travailler.
Le caractère facultatif de l’option est indiqué par les crochets et les 3 points indiquent qu’il peut y en avoir plusieurs.
[argument]…: une suite éventuelle d’arguments qui indiquent ce sur quoi la commande va agir (ex. : une liste de fichiers).

Exemple :

marc@topix:~> ls -l -a /etc (1)

1	cette commande affiche une liste détaillée (→ `-l`) de tous les fichiers (→ `-a`) du répertoire noté `/etc` : `ls` est la commande, `-l -a` sont les options de la commande, `/etc` est l’argument de la commande

Linux fait la distinction entre majuscules et minuscules. On dit qu’il est sensible à la casse (case sensitive en anglais).

Ainsi, commnande, Commande et cOmMaNdE représentent toutes des commandes différentes.

Cette distinction entre majuscules et minuscules s’appliquent également aux noms de fichiers ou de répertoires.

Les options peuvent être au format court ou long.

Le format court prend la forme d’un tiret suivi d’une seule lettre (par exemple, -s), tandis que le format long est constitué de deux tirets suivis d’un mot (par exemple, --version).

La plupart du temps, les options courtes ont leurs équivalentes longues (ex. -v est équivalent à --version), mais parfois les versions longues n’existent pas. Enfin, pour certaines options, les versions courtes n’existent pas. Que voulez-vous, la vie n’est pas toujours un long fleuve tranquille…

Lorsque qu’on donne plusieurs options précédées de tirets simple ou double (→ - ou --) ou qu’on passe plusieurs arguments à une commande, ceux-ci doivent être séparés par au minimum 1 espace.

Si un argument comporte un espace, l’argument doit être entouré de double guillemets.

Exemple d’une commande qui affiche le type d’un fichier dont le nom comporte des espaces

marc@topix:~> file "compte rendu tp linux.odt"

Enfin, il arrive que certaines options nécessitent elle-mêmes des arguments.

Pour le format court, l’argument de l’option est habituellement placé directement suite au nom de l’option (par exemple, -oa.out, où l’argument de l’option -o est a.out).

Pour le format long, il s’agit souvent de séparer le nom de l’option et son argument par le caractère '=' (par exemple --suffix=.bak).

A faire : Options d’une commande Linux

La commande uname va servir de base à cette activité. Cette commande fournit des informations basiques sur le système.

Exécuter et relever le résultat de la commande uname sans option
Exécuter les commandes uname -n puis uname --nodename.
Que faut-il en déduire sur les 2 options ?
Exécuter les commandes uname -o -n -p et uname -onp.
Que faut-il en déduire sur les options courtes ?
Exécuter la commande uname suivie de l’option --help qui est disponible pour une grande majorité des commandes.
Que permet cette option ?

4.2. Catégories de commandes et chemin d’accès

La première chose à savoir est que seul l’administrateur d’un système Linux (utilisateur root) a accès à la totalité des commandes. En effet, certaines commandes laissées entre les mains d’utilisateurs non expérimentés peuvent causer de grand dégâts. C’est pour cette raison qu’il est toujours fortement recommandé d’utiliser Linux sous un compte d’utilisateur standard et de passer sur le compte administrateur que lorsque ceci s’avère vraiment nécessaire.

Ensuite, parmi les commandes de base disponibles dans le shell, il faut en distinguer 2 types :

les commandes internes dont le code est totalement intégré dans l’exécutable correspondant au shell (→ builtins).
Ex. : cd ou history pour le shell “bash”.
Outre les services qu’elles rendent, elles sont bien adaptées à l’écriture des fichiers de script shell évoqués plus haut.
les commandes externes qui sont des fichiers exécutables à part entière.
Ces fichiers se trouvent notamment dans les répertoires /bin (situé directement dans le répertoire principal du système) et /usr/bin (sous-répertoire du répertoire usr situé dans le répertoire principal).

Sous Linux, les répertoires sont séparés par le caractère / (→ slash).
Sous Windows, on utilise le caractère \ (→ antislash).
Il n’est généralement pas nécessaire de spécifier au shell le répertoire où réside une commande externe pour l’exécuter. En effet, celui-ci possède une liste des répertoires dans lesquels il va rechercher les commandes dans le cas où il n’est pas explicitement spécifié dans la ligne de commande.
Cette liste est mémorisée dans ce qu’on appelle une variable d’environnement. Il en existe un certain nombre mais celle qui mémorise la liste des répertoires où chercher les commandes se nomme PATH. Pour l’afficher, on tape la commande :

echo $PATH

Noter que lorsqu’on se réfère au contenu d’une variable d’environnement, on précède son nom du signe $.

A faire : Commande interne vs. commande externe

La commande whereis avec l’option -b permet de localiser l’emplacement du fichier exécutable d’une commande.
Localiser et relever l’emplacement de la commande halt en tapant :

whereis -b halt

Localiser l’emplacement de la commande ls. Quelle différence faut-il noter par rapport aux résultats pour la commande précédente ?
Utiliser whereis pour quelle localise elle-même l’emplacement de son fichier exécutable.
Afficher et relever l’ensemble des répertoires contenus dans la variable d’environnement PATH
La commande type -a suivie du nom d’une commande permet de savoir si celle-ci est une commande externe ou intégrée au shell (builtin).
Déterminer le type des commandes suivantes :
- history
- halt
- pwd. Quelle particularité présente cette commande ?

Comme indiqué en début de chapitre, les commandes peuvent être également classifiées selon le fait qu’elles sont exécutables par tout le monde ou seulement par l’administrateur.

Dans le travail qui suit, vous allez créer un nouveau compte local pour un utilisateur standard et lancer un interpréteur de commande pour ce compte de façon à vérifier que certaines commandes ne lui sont pas accessibles.

A faire : Commandes privilégiées vs. standards

Taper rigoureusement les commandes suivantes :

useradd -m dummy_user (1)
passwd dummy_user (2)

1	Crée un nouvel utilisateur dont le nom est “dummy_user”
2	Crée un mot de passe pour “dummy_user” Renseigner le mot de passe demandé (password) avec `123456` Le système râle un peu car le mot de passe est trop simple mais ne pas en tenir compte

Lancer un shell pour l’utilisateur nouvellement créé :

su --login dummy_user

Fournir le mot de passe 123456

Sauf mention contraire, veiller à exécuter toutes les commandes qui vous seront demandées par la suite depuis l’interpréteur de ce nouvel utilisateur standard.

Pour exécuter une commande réservée à l’administrateur depuis le shell d’un utilisateur standard, plusieurs méthodes existent :

précéder la commande par sudo et renseigner le mot de passe de l’administrateur :
Ceci permet de s’octroyer provisoirement les droits de l’administrateur sur certaines commandes qui lui sont réservées
taper la commande su --login sans argument et renseigner le mot de passe de l’administrateur :
Ceci permet de s’octroyer les droits administrateur de façon permanente (tout du moins tant que l’application terminal est ouverte).
taper la commande sudo su et renseigner le mot de passe de l’administrateur : Cette commande, qui est une variation des 2 commandes précédentes, est parfois nécessaire sur certains systèmes où la commande su a été désactivée pour les utilisateurs standards.

Relever et analyser la nouvelle invite de commande
Exécuter depuis le shell de l’utilisateur standard la commande halt.
Que signifie le message qui s’affiche ?
Afficher le contenu de la variable d’environnement PATH.
Que dire de son contenu par rapport à celui relevé dans l’activité précédente ?

4.3. Documentation d’une commande

Lorsqu’on désire obtenir de l’aide sur une commande, on a vu que la majorité d’entre elles possédaient l’option longue --help.

Une documentation plus complète peut être obtenue en consultant les pages de manuel intégrées à Linux.

La page de manuel d’une commande est obtenue en tapant la commande man suivie du nom de la commande sur laquelle on désire se renseigner.

Exemple pour la commande groups :

$ man groups

Figure 1. Manuel de la commande groups

La structure des pages du manuel est assez semblable d’une page à l’autre. On retrouve :

le nom et une courte description ;
le synopsis c’est-à-dire la syntaxe générale de la commande avec une indication de l’emplacementet des différents arguments et options ;
la description complète de la commande ;
la liste des options, autant courtes que longues, et leurs éventuels arguments ;
l’auteur de la commande et les informations sur les droits d’auteur ;
des références vers d’autres commandes pertinentes dans la même catégorie.

Comme les pages de manuel regroupent l’ensemble de la documentation relative à Linux, il arrive parfois que plusieurs pages soient associées à un même nom. Lorsque cela se produit, un numéro est demandé pour aiguiller vers la documentation souhaitée.

Exemple : Sur ma machine, 7 pages de manuel existent pour le mot clé time.

marc@topix:/home/marc> man time
Man: find all matching manual pages (set MAN_POSIXLY_CORRECT to avoid this)
 * time (1)
   time (n)
   time (3am)
   time (2)
   time (7)
   time (1p)
   time (3p)
Man: What manual page do you want?
Man:

Celui-ci peut effectivement représenter une commande mais aussi une fonction en Langage C.

Pour afficher une page de manuel particulière pour le mot clé time, il suffit de taper sa catégorie caractérisée par ce qu’il y a noté entre parenthèses à la suite de chaque mot time.

Ainsi, pour obtenir la page de manuel de la commande time (et non celle de la fonction C qui porte le même nom), il suffit de taper le numéro 1 (c’est d’ailleurs le choix par défaut puisque précédé du caractère '*').

Les différentes catégories sont les suivantes :

1 : commandes générales (pour l’interpréteur de commande);
2 : appels système (fonctions du langage C);
3 : fonctions de la librairie standard C et d’autres librairies;
4 : fichiers spéciaux et pilotes;
5 : format de fichiers de configuration et de protocoles;
6 : jeux;
7 : autres.

Pour un accès direct à la page de manuel de la commande time, on peut aussi spécifier directement sa catégorie dans la ligne de commande qui invoque man.

Ex. : man 1 time

Pour obtenir de l’aide sur ce qu’il est possible de faire lors de l’affichage d’une page de manuel (se déplacer, rechercher du texte, quitter…), il suffit de taper sur la touche H du clavier.

A faire : Page de manuel d’une commande

Afficher la page de manuel de la commande uname
Donner les touches ou séquences de touches à taper pour :
- se déplacer d’une page vers le bas
- se déplacer d’une page vers le haut
- fermer la page de manuel (c-à-d quitter la commande man)
- se déplacer au début de la page de manuel
- se déplacer à la fin de la page de manuel
- rechercher du texte
Donner la signification des options -o et -p pour la commande uname
Indiquer à quoi revient d’appeler la commande uname sans option.

4.4. Aide à la saisie des commandes

Comme les commandes Linux sont souvent longues à saisir, diverses facilités sont offertes :

"l’auto-complétion"
l’historique des commandes ;

4.4.1. Auto-complétion

Lorsqu’on tape une ligne de commande incomplète, l’interpréteur peut nous aider à la compléter si on appuie sur la touche tabulation ↹ du clavier.

Suivant le contexte, il peut nous proposer de compléter automatiquement le nom de la commande ou le nom d’un fichier fourni en tant qu’argument à une commmande.

Si l’interpréteur ne trouve pas de correspondance ou, au contraire, dispose de plusieurs propositions, il ne fait rien mais un 2^ième appui sur la touche tabulation ↹ provoque l’affichage des différentes propositions lorsqu’elles existent. Ne reste plus à l’utilisateur qu’à lever l’ambiguité en tapant les prochaines lettres de la commande ou nom de fichier désiré. Dès qu’aucune ambiguité ne subsiste, un 3^ième appui sur tabulation ↹ complète automatiquement le reste de la commande ou du nom de fichier.

Si trop de propositions existent lors de l’auto-complétion, l’interpréteur demande confirmation avant de les afficher.

Exemple d’auto-complétion pour le traitement de texte LibreOffice et le client d’administration de la base de donnée MySQL mysqladmin

marc@topix:~ > libr   (1)
marc@topix:~ > libreoffice
[.. .]

marc@topix:~ > m (2)
Display all 141 possibilities? (y or n)
marc@topix:~ > mysql (3)
mysql                      mysqld_safe                mysql_install_db
mysqladmin                 mysqld_safe_helper         mysql_secure_installation
mysqlbinlog                mysqldump                  mysqlshow
mysqlbug                   mysqldumpslow              mysql_upgrade
mysqlcheck                 mysql_fix_extensions
mysqld_multi               mysqlimport
john@topix:~> mysqla (4)
john@topix:~> mysqladmin
[.. .]

1	On veut lancer LibreOffice. On tape `libr` puis tabulation `↹`. Le seul exécutable du système qui commence par `libr` est `libreoffice` ⇒ le shell complète automatiquement le nom de l’exécutable.
2	On sait que la commande associée à notre client d’administration MySQL commence par ‘m’ ⇒ on tape ‘m’ puis sur tabulation `↹` ⇒ rien ne se passe ⇒ on appuie une 2^ième fois sur tabulation `↹`. Trop de commandes commencent par ‘m’ ⇒ bash demande s’il faut vraiment afficher toutes les propositions ⇒ on tape ‘n’
3	On se rappelle maintenant que la commande commence par ‘mysql’ ⇒ on tape ‘ysql’ puis tabulation `↹` ⇒ rien ne se passe ⇒ on appuie une 2^ième fois sur tabulation `↹` ⇒ bash a trouvé 17 commandes qui commencent par ‘mysql’
4	En la voyant dans la liste des commandes proposées, on sait à présent que notre commande est `mysqladmin` donc on tape le ‘a’ puis sur tabulation `↹` ⇒ le shell complète tout seul le nom de la commande (→ il ajoute `dmin` à `mysqla`). Ne reste plus qu’à exécuter la commande en enfonçant la touche Entrée `↲`.

A faire : Auto-complétion

Utiliser l’auto-completion pour exécuter les commandes suivantes sachant qu’elle fonctionne non seulement pour les noms de commande mais aussi pour les noms de fichiers :

cat /proc/cpuinfo
file /etc/X11/xinit/xinitrc

4.4.2. Historique des commandes

L’historique des commandes est une liste numérotée qui recense les dernières commandes tapées dans la console. Cet historique est accessible en tapant la commande history.

Si la liste est trop longue pour être affichée sur un écran, on aura recours à la commande history | less qui permet, entre autres, de parcourir le résultat d’une commande page par page (le caractère ‘|’ est obtenu avec la combinaison de touches AltGr+6) . Taper alors f (pour forward) pour avancer d’une page, b (pour backward) pour reculer d’une page, q( pour quit) pour quitter et revenir à l’invite de commande (→ prompt).

Pour relancer une commande dont on connait le numéro, il suffit alors de saisir, depuis l’invite de commande, son numéro précédé du caractère `!' (sans espace) puis valider en enfonçant la touche Entrée ↲ du clavier.

Exemple : Rappeler la commande uname -a

marc@topix:~> history
    1  2014-09-09 16:37:20 history
    2  2014-09-09 16:37:46 uname -a
    3  2014-09-09 16:38:10 whereis whereis
    4  2014-09-09 16:38:16 history
marc@topix:~> !2 (1)
uname -a
Linux topix 3.11.6-4-desktop #1 SMP PREEMPT Wed Oct 30 18:04:56 UTC 2013 (e6d4a27)
x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
marc@topix:~>

1	On saisi, précédé du caractère "!", le n° de la commande `uname -a` indiqué dans le résultat de la commande `history` pour l’exécuter sans avoir à la retaper.

On peut aussi parcourir les précédentes lignes de commandes avec les touches UP ↑ et DOWN ↓ du clavier. Ceci permet très facilement de reprendre une précédente commande pour l’éditer et la modifier. C’est d’ailleurs cette méthode que l’on a tendance à utiliser en priorité…

A faire : Historique des commandes

Afficher l’historique de vos commandes
Relancer l’avant dernière commande
Taper la commande !-3. Interpréter ce qu’elle signifie
Taper la commande history -c et visualiser de nouveau l’historique. À quoi correspond selon vous l’option -c?

5. Commandes liées au système de fichier

5.1. Organisation du système de fichiers

Le système de fichiers d’un système d’exploitation correspond à la façon dont il va stocker, lire et organiser les informations sur le disque dur ou tout autre périphérique de stockage.

On peut assimiler l’organisation des informations d’un système de fichiers à celle mise en place par une bibliothécaire : les données figurent dans des ouvrages (→ fichiers) qui sont normalement regroupés par sujet sur des étagères (→ répertoires), elle-mêmes appartenant à des rayons (→ répertoires de plus haut niveau) situés dans la bibliothèque (→ répertoire principal appelé répertoire racine). L’emplacement et les caractéristiques d’un ouvrage sont alors répertoriés dans une base de données documentaire (→ table d’allocation de fichier) maintenue par la biblitohécaire (→ système de fichiers).

Linux prend en charge plusieurs plusieurs types de système de fichiers mais celui qui est encore le plus communément utilisé est le système EXT4 (EXTended file system v4). Il est néanmoins de plus en plus remplacé par un système de fichiers à priori plus performant appelé BTRFS. On trouve aussi parfois le système de fichier XFS qui peut être, dans certains cas, plus performant que BTRFS.

Malgré sa prise en charge native de EXT4, BTRFS et XFS, Linux est cependant capable d’accéder en lecture/écriture aux informations des systèmes de fichiers créés par Microsoft pour son système Windows (FAT, FAT32, NTFS).

Contrairement à Windows, un système Linux ne comporte qu’une seule arborescence de répertoires qui débute par le répertoire principal appelé répertoire racine (root en anglais) et désigné par le symbole ‘/’.

Ne pas confondre le répertoire root avec l’utilisateur root.

Sous Windows, chaque périphérique de stockage (disque dur/partition, DVD, …) dispose de sa propre arborescence de fichiers qui débute par la lettre qui lui est attribuée (ex. : C:\)

Figure 2. Arborescence de fichiers Windows vs. Linux

Ci-dessous figure une liste des répertoires standards que l’on peut retrouver dans le répertoire racine de pratiquement toutes les distributions Linux (OpenSUSE, Ubuntu, Debian, RedHat, Slackware, Arch …).

Figure 3. Arborescence de fichiers standard sous Linux

/bin : contient les programmes (exécutables) qui sont susceptibles d’être utilisés par tous les utilisateurs de la machine.
/boot : contient les fichiers de démarrage de Linux.
/dev : contient les fichiers contenant les périphériques.
/etc : contient les fichiers de configuration.
/home : contient les répertoires personnels des utilisateurs.
/lib : contient les bibliothèques partagées (généralement des fichiers .so) utilisées par les programmes.
/media, /mnt : accès aux périphériques amovibles (SDcard, clé USB…).
/root : dossier personnel de l’utilisateur root.
/sbin : contient des programmes système importants qui ne sont exécutables que par l’utilisateur root
/tmp : pour le stockage temporaire des fichiers.
/usr : dossier d’installation de la plupart des programmes utilisateur.
/var : contient des données “variables” (fichiers logs, fichiers de serveur web, …)

5.2. Les chemins d’accés absolus et relatifs

On a vu jusqu’à présent que pour accéder à un fichier particulier, on spécifiait son emplacement — ou chemin d’accès (path en anglais) — en précédant son nom par la totalité des répertoires à traverser depuis le répertoire racine en les séparant par le caractère slash (/) : c’est ce qu’on appelle un chemin absolu.

Exemple d’affichage du fichier data.txt situé dans le répertoire /home/marc/Documents/

marc@topix:/> less /home/marc/Documents/data.txt

Un chemin absolu peut également débuter depuis le répertoire de l’utilisateur courant (/home/<user>, <user> étant le nom de l’utilisateur) en spécifiant le caractère tilde (~).

Le même exemple que ci-dessus mais accès en utilisant le “raccourci” ~ à la place de /home/marc

marc@topix:/> less ~/Documents/data.txt

Il existe une autre manière de spécifier l’emplacement d’un fichier ou répertoire — nommée chemin relatif — qui est basée sur la notion de répertoire courant. Ce dernier représente le répertoire dans lequel l’utilisateur se trouve actuellement. Son emplacement peut évoluer au cours du temps en utilisant par exemple la commande cd (Change Directory).

Le répertoire courant peut être obtenu :

en regardant l’invite de commande

marc@topix:~/Downloads> (1)

1	Le répertoire courant est `~/Downloads` (c_à_d `/home/marc/Downloads` d’après le prompt qui indique le nom d’utilisateur avant le `@`) en tapant la commande `pwd`

marc@topix:~/Downloads> pwd (1)
/home/marc/Downloads
marc@topix:~/Downloads>

1	On demande au shell d’afficher le répertoire courant avec la commande `pwd` (pour print working directory)

Pour spécifier le répertoire courant dans une commande, on utilise le point (‘.’).

Exemple de changement de répertoire à partir du répertoire courant

marc@topix:~> cd ./Downloads (1)
marc@topix:~/Downloads>

1	On demande au shell de se déplacer dans le répertoire `Downloads` situé dans le répertoire courant (ici `~` d’après le prompt).

Le répertoire qui contient le répertoire courant est appelé le répertoire parent. Pour y faire référence dans une commande, on utilise 2 points (‘.. ’).

Ci-dessous un ensemble de commandes qui illustrent l’utilisation des chemins absolus et relatifs.

Exemple :

marc@topix:~/Downloads> cd /usr/bin (1)
marc@topix:/usr/bin> cd ~/Downloads/ (2)
marc@topix:~/Downloads> cd ..  (3)
marc@topix:~> touch ./Documents/compte_rendu.txt (4)
marc@topix:~> cd .. /.. /usr/local/ (5)
marc@topix:/usr/local>

1	Quel que soit le répertoire courant, on se déplace à l’aide d’un chemin absolu dans `/usr/bin/`. Le repertoire courant devient `/usr/bin/`.
2	On se déplace dans le sous répertoire `Downloads` du répertoire de l’utilisateur courant (→ `/home/marc/Downloads`) avec un chemin absolu. Celui-ci devient alors le répertoire courant.
3	On se déplace avec un chemin relatif dans le répertoire parent de `~/Downloads/` c-à-d `~`.
4	On crée un fichier vide `compte_rendu.txt` dans le sous-répertoire `Documents` du répertoire courant à l’aide d’un chemin relatif.
5	On se déplace dans le répertoire `/usr/local/` à partir du répertoire courant à l’aide d’un chemin relatif. Le chemin relatif spécifie de “remonter” de 2 niveaux dans l’arborescence de fichiers avant de “redescendre” dans le répertoire `usr/` puis dans son sous-répertoire `local/`.

A faire : Chemins absolus et relatifs

Relever les commandes qui permettent d’obtenir les changements de répertoire suivants lorsque le répertoire courant est celui auquel a mené la commande précédente :

Se déplacer dans le répertoire de l’utilisateur courant de manière absolu en utilisant le ~
Se déplacer avec un chemin relatif dans /home
Se déplacer avec un chemin relatif dans /usr
Se déplacer avec un chemin relatif dans /usr/local/bin
Se déplacer avec un chemin relatif dans /usr/bin
Se déplacer avec un chemin absolu dans /home/dummy_user/public_html

Dans la suite du document et ce, dans un soucis d’alléger l’affichage, l’invite de commande ne sera plus reproduite en intégralité dans les exemples de commandes. Seul le type de shell, standard ou administrateur, sera respectivement signalé par $ et # en début de ligne. Ce caractère ne devra donc pas être saisi lorsqu’il vous sera demandé de reproduire une commande.

Exemples :

$ ls -l (1)
# halt (2)

1	ici, la commande `ls -l` doit être saisie dans une console en tant qu’utilisateur standard
2	là, `halt` doit être saisie dans une console en tant qu’utilisateur root.

5.3. Les droits d’accès

Sous linux, tout fichier ou répertoire appartient à un utilisateur unique : celui-ci est désigné comme le propriétaire du fichier ou du répertoire.

D’autre part, chaque utilisateur (sauf l’utilisateur root) est membre d’un groupe d’utilisateurs.

Le propriétaire peut ainsi décider de partager ou non ses fichiers avec les membres de son groupe voire même avec l’ensemble des utilisateurs du système que l’on appelle (avec un certain mépris) les “autres” (others).

Le propriétaire par défaut d’un fichier est celui qui l’a créé. Toutefois, l’utilisateur root peut modifier le propriétaire d’un fichier. Il utilise pour ce faire la commande chown (pour CHange OWNer) :

# chown nomNouveauProprietaire nomFichier

Les fichiers, tout comme les répertoires, possèdent 3 séries de droits d’accès :

Ceux du propriétaire,
Ceux du groupe d’utilisateurs auquel appartient le propriétaire,
Ceux de tous les autres utilisateurs.

Chaque série spécifie les droits en lecture (read), en écriture (write) puis en exécution (execute) pour chaque fichier. Le droit d’exécution pour un répertoire signifie simplement qu’on peut le traverser pour accéder à un de ses fichiers ou sous-répertoires.

Les droits d’un fichier/dossier sont visualisables à l’aide de la commande : ls -l nomFichierOuRepertoire.

Exemple : visualisation des droits d’accès d’un fichier

$ ls -l .profile
-rw-r--r-- 1 marc users 1028 Aug 31 19:36 .profile

Le 1^ier groupe de 3 caractères qui suit le 1^ier tiret (rw-) spécifie que le fichier .profile est accessible en lecture ('r' pour read ), écriture ('w' pour write) mais pas en exécution ('-') pour le propriétaire du fichier (marc)

Le nom du fichier utilisé pour l’exemple débute bien par un '.'. Son nom est donc réellement .profile sans extension.

Sous Linux, un fichier (ou répertoire) dont le nom débute par un '.' est un fichier caché. Il n’apparaît donc pas normalement dans la liste des fichiers d’un répertoire obtenue avec la commande ls si on n’a pas pris soin de spécifier l’option -a qui demande justement d’afficher tous les fichiers, sous entendu même les fichiers cachés.

Le groupe de 3 caractère suivant (r--) indique que les membres du groupe users auquel appartient le propriétaire du fichier n’ont accés qu’en lecture au fichier .profile.

Les 3 derniers caractères (r--) signifient la même chose pour les autres utilisateurs qui n’appartiennent pas au groupe du propriétaire.

La commande dédiée au changement des droits d’accés est la commande chmod (CHange file MODe).

Seuls le propriétaire du fichier et l’utilisateur root peuvent changer les droits d’accés à un fichier ou à un répertoire.

Une des caractéristiques de cette commande est qu’elle applique des droits d’accés qui peuvent lui être fournis en représentation octale (nombre en base 8).

Par convention la présence d’un droit est noté par un bit à 1, l’absence par un bit à 0. On peut donc coder l’ensemble des droits sur 3 groupes de 3 bits.

Exemple : Modification puis visualisation des droits d’accès d’un fichier

$ chmod 760 monscript.sh
$ ls -l
total 0
-rwxrw---- 1 marc users 0 Sep 16 15:11 monscript.sh

Cette commande applique les droits suivants au fichier monscript.sh:

Lecture + écriture + exécution pour le propriétaire : en effet, 7 en octal se code 111 en binaire
Lecture + écriture pour les membres du groupe : 6 en octal = 110 en binaire
Aucun droit pour les autres : 0 en octal = 000 en binaire

Il est également possible de fournir les droits sous forme symbolique (avec des lettres et des signes ‘+’ ou ‘-’).

Exemple : équivalent à chmod 760

$ chmod u+rwx,g+rw,o-rwx monscript.sh (1)

1	on ajoute les droits `rwx` au fichier pour le propriétaire (`u`→ user) puis les droits `rw` au groupe (`g`→ group) et enfin on enlève les droits `rwx` aux autres (`o`→ others)

A faire : Interprétation des droits d’accès des fichiers/répertoires

Interpréter les droits du fichier /var/log/lastlog
Interpréter les droits du fichier /usr/bin/hexdump
Interpréter les droits sur le répertoire personnel de l’utilisateur dummy_user
Que peut bien signifier le d qui précède les droits du répertoire dummy_user/ ?

5.4. Commandes principales

Le tableau ci-dessous recense quelques commandes de base liées au système de fichier :

Table 1. Principales commandes
Commande	Description	Exemple
`cd`	Change Directory : Permet de se déplacer dans les dossiers.	`cd /dossier`
`ls`	List : Liste les fichiers d’un dossier.	`ls –al`
`cat`	CATalog : Affiche le contenu d’un ou plusieurs fichier(s).	`cat /etc/passwd`
`cp`	CoPy : Copie un fichier	`cp filesrc filedest`
`rm`	ReMove : Supprime un fichier ou un dossier non vide	`rm file` `rm –r dossier`
`mkdir`	MaKe DIRectory : Crée un répertoire.	`mkdir dossier`
`rmdir`	ReMove DIRectory : Supprime un répertoire vide.	`rmdir dossiervide`
`mv`	MoVe : Déplacer ou renomme un fichier.	`mv filesrc filedest`
`touch`	Met à jour l’heure du fichier mais est utilisé traditionnellement pour créer un fichier vide	`touch fichier`
`file`	Renseigne sur le type du contenu d’un fichier	`file fichier`
`find`	Retrouve l’emplacement d’un fichier.	`find –name fichier`

A faire : Commandes de gestion de fichiers

Retranscrire dans le compte rendu, les commandes utilisées pour réaliser les actions suivantes :

Ne pas hésiter à consulter les pages de manuel des commandes.

Manipuler un dossier ou un fichier
- Créer les dossiers Documents/ et Downloads/ dans le répertoire personnel de l’utilisateur dummy_user
- Se déplacer dans le dossier ~/Documents/ et le lister.
- Créer un nouveau dossier dans ~/Documents/ appelé ExoShell et lister à nouveau le dossier Documents/ .
- Supprimer le répertoire ExoShell.
- Créer un fichier texte vide nommé texte.txt dans le répertoire Documents/
- Créer un répertoire mesdoc dans le répertoire ~/Documents/ et y copier le fichier texte.txt
- Renommer le fichier texte.txt du répertoire mesdoc en linux.txt
- Déplacer le fichier linux.txt dans le répertoire ~/Downloads
- Supprimer le fichier linux.txt
- Supprimer le répertoire Documents/ et tout ce qu’il contient puis le recréer
Modification des droits d’accès
- Relever le nom du propriétaire du dossier ~/Documents/ et y créer un fichier topsecret.txt
- Attribuer la propriété du répertoire ~/Documents/ à l’utilisateur root et interdire son accès à tous les autres groupes ou utilisateurs.
- Indiquer le propriétaire du fichier topsecret.txt
- En tant qu’utilisateur propriétaire de ce fichier, indiquer s’il est possible de lire son contenu ? Pourquoi ?
Rechercher un fichier ou un dossier
- À partir du dossier /home/, chercher l’emplacement des répertoires portant le nom public_html/
- À partir du dossier /home/, chercher l’emplacement du fichier topsecret.txt
- Chercher dans le répertoire /var/log les fichiers modifiés depuis moins de 24h.
Suppression d’un dossier non vide
- Supprimer le dossier Documents/ et tout ce qu’il contient en une seule opération.
- Recréer le répertoire Documents/ (← on s’en servira à nouveau plus loin…)

5.5. Liens

Dans l’arborescence Linux, en tapant la commande ls -l on peut parfois rencontrer à la suite du nom d’un fichier une flèche suivie d’un chemin d’accès à un autre fichier :

$ ls -l /usr/bin/firefox
lrwxrwxrwx 1 root root 27 Aug 31 19:34 firefox -> .. /lib64/firefox/firefox.sh

Cela signifie que le fichier firefox pointe vers le fichier firefox.sh qui se trouve dans le répertoire .. /lib64/firefox.

On dit que firefox est un lien vers le fichier firefox.sh.

Un lien permet d’accéder au même fichier depuis plusieurs endroits de l’arborescence un peu à la manière d’un raccourci sous Windows.

Pour créer un lien sur un fichier, on utilise la commande ln.

Cette commande permet de créer 2 types de lien selon que l’option -s est spécifiée ou non :

les liens symboliques (soft links)
les liens matériels (hard links)

Un lien matériel peut être considéré comme un moyen de donner plusieurs noms à un même fichier.

Un lien symbolique, quant à lui, peut être considéré comme un fichier qui “pointe” sur un autre fichier.

Figure 4. liens matériel et symbolique

La conséquence de tout cela est que détruire un fichier pour lequel il existe un lien matériel n’empêchera pas d’accéder à son contenu (ceci se fera alors par le biais du lien matériel et non plus à travers le chemin d’accès du fichier d’origine.)

Par contre, si on détruit un fichier sur lequel ne pointe qu’un seul lien symbolique, son contenu est vraiment perdu et le lien symbolique devient, comme il arrive parfois sur internet, un “lien mort”.

Donc, dans le cas de la figure ci-dessus, si on détruit “File 1” son contenu sera encore accessible par “Hard link to File 1” mais plus par “Symbolic Link to File 1”. Si on détruit alors “Hard link to File 1”, le fichier est définitivement perdu.

A faire : Liens symboliques et matériels

Dans votre répertoire utilisateur dummy_user, créer un fichier foobar.txt qui contiendra le texte “Hello world”. Vous utiliserz à cet effet la commande suivante :

$ echo "Hello world" > ~/foobar.txt

Créer un lien symbolique sur ce fichier avec la commande :

$ ln -s foobar.txt foobar_soft.lnk

Lister le contenu du répertoire avec la commande ls -l et relever dans le compte rendu les 2 lignes dans lesquelles figurent le nom foobar.txt
Créer à présent un lien matériel sur le fichier avec :

$ ln foobar.txt foobar_hard.lnk

Lister de nouveau le répertoire avec ls -l puis relever les 3 lignes associées au fichier foobar.txt et ses 2 liens (matériel et symbolique).
Que constatez-vous au niveau de la représentation des liens au niveau de l’affichage ?
Quelle différence pouvez-vous relever au niveau du nombre affiché entre les droits d’accès et le nom du propriétaire du fichier foobar.txt par rapport à celui présent avant la création du lien matériel ?

Les droits d’accès d’un lien symbolique n’ont pas de valeur. Seuls les droits d’accès du fichier sur lequel il pointent doivent être considérés.

Afficher le contenu de foobar.txt et de ses 2 liens (matériel et symbolique) avec la commande cat. Vérifier que le texte “Hello world” s’affiche à chaque fois.
Executer la commande stat foobar.txt foobar_hard.lnk foobar_soft.lnk.
Comparer les informations affichées et plus particulièrement les valeurs de “Size”, “Blocks” et “INode”.

Les inodes

Sous un système UNIX, un fichier quel que soit son type est identifié par un numéro appelé numéro d' inode. Un inode est une structure qui contient diverses informations sur le fichier auquel il est associé :

Type (fichier, répertoire…) ;
Identité du propriétaire et du groupe ;
Droits d’accès ;
Date de modification ;
Emplacements des blocs de données du fichier sur le disque dur ;

…

Le numéro d’inode d’un fichier peut être obtenu avec la commande :

$ ls -i mon-fichier

Un répertoire n’étant qu’un fichier, il est lui aussi identifié par un inode. Au niveau du disque dur, un répertoire n’est qu’une liste associant des noms de fichiers à des numéros d’inode.

La différence entre un lien matériel et symbolique se trouve au niveau de l’inode.

Un lien matériel n’a pas d’inode propre : il partage l’inode du fichier vers lequel il pointe.

Par contre, un lien symbolique possède son propre inode.

À noter qu’on ne peut pas créer de liens matériels entre deux partitions de disque. Cette limitation n’existe pas avec les liens symboliques.

Détruire le fichier foobar.txt et exécuter la commande stat foobar_hard.lnk.
Que remarquez-vous au niveau de l’information “Links” ?
Afficher le contenu des 2 liens (matériel et symbolique) avec la commande cat.
Interpréter le résultat.
Créer un répertoire dummy dans votre répertoire utilisateur et créer les 2 types de liens (matériel et symbolique) sur ce répertoire.
Que pouvez-vous en déduire ?

Malgré ce qui vient d’être démontré sur l’impossiblité de créer des liens matériels sur des répertoires, les “raccourcis” . et .. sont en fait de véritables liens matériels vers les répertoires courant et parent.

6. Méta-caractères du shell

Des méta-caractères sont des caractères qui remplacent/décrivent d’autres caractères ou qui prennent un sens particulier dans un certain contexte.

Dans le cadre du shell, ces méta-caractères sont généralement utilisés :

pour constituer des motifs qui désignent un ensemble de fichiers/répertoires
→ Ceci sera étudié plus loin dans #file_meta[Caractères génériques associés aux fichiers].
pour agir sur le comportement des commandes.
→ Ceci sera étudié plus loin dans #streams[Flux d’entrée/sortie, redirection et tubes]

Exemple :

$ ls /dev/tty* (1)

1	Cette commande liste tous les fichiers du répertoire `/dev` dont le nom débute par tty.

Parmi les méta-caractères les plus répandus, on trouve :

l’astérisque *,
le point d’interrogation ?
le point d’exclamation !
les crochets []
les signes < et >
la barre verticale | (obtenu avec la combinaison de touches AltGr+6
l’esperluette &
le point virgule ;
l’antislash \

Ainsi, lorsqu’ils apparaissent dans des commandes, le shell leur accorde une signification particulière et les traite avant d’exécuter la commande.

Exemple d’utilisation du méta-caractère ; pour enchaîner 2 commandes :

$ echo "Vive " ; uname (1)
Vive (2)
Linux (3)
$

1	le `;` permet de saisir plusieurs commandes sur une même ligne. Celles-ci seront exécutées les unes à la suite des autres.
2	Résultat de la commande `echo " Vive "` qui affiche son argument sur l’écran
3	Résultat de la commande `uname` qui affiche le nom du système d’exploitation sur lequel on travaille

Des moyens existent cependant pour annuler le sens particulier des méta-caractères au sein des commandes :

L'échappement qui annule le sens particulier de tout méta-caractère. Il consiste à précéder le méta-caractère par un antislash (\).

Pour annuler le sens particulier de l’antislash, il suffit de le doubler.

Exemple : Affichage d’un texte comportant un antislash avec la commande echo

$ echo Windows7 est installé par défaut dans c:\windows
Windows7 est installé par défaut dans c:windows  (1)

$ echo Windows7 est installé par défaut dans c:\\windows
Windows7 est installé par défaut dans c:\windows (2)

$

1	il manque l’antislash entre ‘:’ et ‘windows’ car il a été “englouti” par le shell qui lui accorde une signification particulière <2>en doublant l’antislash dans la commande, l’affichage est conforme à ce qui est attendu

les guillemets doubles ("…") qui annulent l’interprétation par le shell de certains méta-caractères éventuellement présents dans le texte qu’ils délimitent.

L’utilisation des guillemets double ne désactive pas les mécanismes de substitution de commande et de substitution de variables qui seront abordés ultérieurement.

Exemple : affichage de texte comportant les signes ‘<’ et ‘>’ et faisant référence à une variable d’environnement

$ echo le nom de ma machine est <topix>
bash: syntax error near unexpected token 'newline' (1)
$ echo "le nom de ma machine est <topix>"
le nom de ma machine est <topix> (2)
$

1	Le signe ‘<’ a été interprété par le shell ⇒ il génère une erreur car la commande n’a alors plus de sens pour lui
2	les guillemets double ont annulé l’interprétation des signes ‘<’ et ‘>’ ⇒ le texte est affiché tel quel les guillemets simples (`'` `'`) qui annulent le sens de tous les méta-caractères éventuellement présents dans le texte qu’ils délimitent.

Leur utilisation revient à précéder chaque méta-caractère du texte par un antislash.
Contrairement aux guillemets double, les guillemets simples désactivent les mécanismes de substitution de commande et de substitution de variables

6.1. Caractères génériques associés aux fichiers

Les caractères génériques sont des méta-caractères qui vont permettre de désigner un ensemble de fichiers (ou de répertoires) dans une commande sans avoir à les lister individuellement.

Exemple : afficher le type de tous les fichiers du répertoire /etc commençant par ‘e’

$ file /etc/e*
/etc/enscript.cfg: ASCII text
/etc/environment:  ASCII text
/etc/esd.conf:     ASCII text
/etc/ethers:       ASCII text
/etc/exports:      ASCII text
$

le caractère * remplace n’importe quel nombre de caractères
```
Voir exemple ci-dessus.
```
Le caractère ? remplace n’importe quel caractère unique :

Exemple : lister tous les fichiers de /usr/bin dont la 2^ième lettre est un ‘b’

$ ls  /usr/bin/?b*

Les crochets ([]) sont utilisés pour définir un ensemble ou une plage de valeurs :

Exemple : lister tous les fichiers du répertoire courant dont le nom commençe par un ‘a’ suivi d’un chiffre en seconde position.

$ ls  a[0123456789]*

Exemple : la même commande en utilisant une plage valeurs.

$ ls  a[0-9]*

Le point d’exclamation est utilisé avec les crochets pour inverser la signification de la plage de valeurs

Exemple : lister les fichiers du répertoire courant qui ne commencent pas par la lettre ‘a’

$ ls  [!a]*

A faire : Caractères génériques

Afficher le type des fichiers (→ commande file) du répertoire personnel dont le nom débute par un point
Afficher le type des fichiers du répertoire personnel dont le nom débute par ‘D’, se termine par ‘s’ et contient un ‘n’
Afficher le type des fichiers de /etc/ dont la 3^ième lettre du nom est un ‘u’
Afficher le type des fichiers de /etc/ dont le nom se termine par ‘conf’
Afficher le type des fichiers de /etc dont le nom comporte au moins 8 lettres et se termine par ‘s’
Afficher le type des fichiers de /etc/init.d/ qui comportent un chiffre dans leur nom
Afficher le type des fichiers de /dev/ dont le nom se termine par 2 chiffres
Afficher le type des fichiers de /dev/ dont le nom débute par ‘l’ mais qui ne se termine pas par 1 chiffre

6.2. Flux d’entrée/sortie, redirection et tubes

6.2.1. Flux d’entrées/sorties

Dans Linux, chaque programme dispose par défaut de 3 descripteurs de fichier qui pointent sur des canaux de communication appelés flux ou stream en anglais.

Figure 5. Les flux d’entrée et de sortie

C’est par ces 3 flux que le programme :

reçoit les informations qu’on lui communique
⇒ ce flux est appelé STDIN (STandarD INput) et il est généralement alimenté par ce que l’utilisateur tape au clavier
envoie les informations qu’il produit
⇒ ce flux est appelé STDOUT (STandarD OUTput) et il correspond généralement à l’écran du terminal où s’exécute le programme
communique les erreurs qu’il peut rencontrer
⇒ ce flux est appelé STDERR (STandarD ERRor) et, lui aussi, est dirigé normalement vers l’écran

6.2.2. Redirection

Le mécanisme de redirection permet, comme son nom l’indique, de rediriger les flux vers ou depuis des fichiers.

Il est ainsi possible de lister le contenu d’un répertoire non pas à l’écran mais dans un fichier de façon, par exemple, à en garder une trace.

Pour cela, on va utiliser le symbole ‘>’ dans la commande suivi d’un nom de fichier pour lui indiquer d’envoyer les informations produites dans ce fichier.

Exemple : lister le contenu de son répertoire personnel dans le fichier listing.txt puis afficher ce fichier avec la commande cat

$ ls ~ > listing.txt
$ cat listing.txt
bin
Desktop
Documents
Downloads
Music
Pictures
Public
public_html
sketchbook
Templates
Videos
$

Lorsqu’un même fichier est spécifié dans plusieurs commandes redirigées avec ‘>’, le contenu de celui-ci ne contiendra que le résultat de la dernière commande. Son contenu est en effet écrasé suite à chaque redirection.

Si on désire mettre bout à bout (on dit aussi concaténer) les résultats de chaque commande redirigée, on utilise ‘>>’ au lieu de ‘>’.

Exemple : Écrire dans un fichier le nom ainsi que la release du kernel suivis des informations sur la distribution Linux puis afficher le fichier produit

$ echo "== INFOS KERNEL ==" > info_linux.txt (1)
$ uname -rs >> info_linux.txt (2)
$ echo "== INFOS DISTRIB ==" >> info_linux.txt (2)
$ lsb_release -a >> info_linux.txt (2)
$ cat info_linux.txt
== INFOS KERNEL ==
Linux 4.4.76-1-default
== INFOS DISTRIB ==
LSB Version:    n/a
Distributor ID: openSUSE project
Description:    openSUSE Leap 42.3
Release:        42.3
Codename:       n/a
$

1	On redirige avec ‘>’ le résultat de la commande `echo` dans le fichier “info_linux.txt”. S’il existe déjà, son contenu est écrasé
2	On ajoute les résultats des commandes au fichier grâce à l’utilisation de ‘>>’

Pour rediriger le flux STDERR dans un fichier on va utiliser 2>. le 2 est l’identifiant de STDERR. En effet, chaque flux dispose d’un identifiant :

0 = STDIN ;
1 = STDOUT ;
2 = STDERR.

Exemple : Afficher le contenu des répertoires de la racine du système de fichiers débutant par ‘r’ (normalement root/ et run/ sachant que le répertoire root/ n’est pas accessible à un utilisateur standard :

$ ls /r* (1)
ls: cannot open directory /root: Permission denied
/run:
avahi-autoipd.eno16777736.pid  lock       pcscd          udev
[.. .]
$ ls  /r* 2> err.txt (2)
/run:
avahi-autoipd.eno16777736.pid  lock       pcscd          udev
[.. .]
$ cat err.txt (3)
ls: cannot open directory /root: Permission denied
$

1	On tente de lister les répertoires : `/root` → NOK (Permission denied), `/run` → OK
2	On redirige le flux d’erreur sur le fichier `err.txt` ⇒ on ne visualise sur l’écran que STDOUT c’est-à-dire uniquement les informations produites lors de l’exécution normale (le contenu du répertoire `/run` en l’occurence)
3	On affiche le fichier vers lequel STDERR a été redirigé. Celui-ci ne contient alors que les message d’erreur produits par la commande.

Il est enfin possible de rediriger le flux STDIN avec ‘<’ même si cette opération est plus rare.

Exemple : Convertir du texte en majuscules

$ tr [:lower:] [:upper:] (1)
Ceci représente le texte à convertir en MAJUSCULES. (2)
CECI REPRÉSENTE LE TEXTE À CONVERTIR EN MAJUSCULES. (3)
^C
$ cat foo.txt (4)
Ceci représente le texte à convertir en MAJUSCULES.
$ tr [:lower:] [:upper:] < foo.txt (5)
CECI REPRÉSENTE LE TEXTE À CONVERTIR EN MAJUSCULES.(6)

1	On invoque la commande `tr` (comme translate).
2	Sans redirection, la commande attend par défaut la saisie d’un texte au clavier (→ STDIN ). La commande convertit le texte en majuscules lorsqu’on appuie sur la touche Entrée `↲` du clavier
3	Le résultat de la conversion en majuscules est affiché
4	On affiche le contenu d’un fichier `foo.txt` qui contient le même texte de départ mêlant à la fois minuscules et majuscules.
5	On exécute cette fois la commande `tr` en redirigeant l’entrée standard depuis le fichier `foo.txt` et non depuis le clavier
6	On obtient le même résultat

Les redirections sont très intéressantes pour le dialogue avec les périphériques. En effet, sous Linux, les ports séries ou parallèles sont représentés par des fichiers situés dans le répertoire /dev.

Exemples :

$ echo "trame" > /dev/ttyS0 (1)
$ cat < /dev/ttyS0 (2)
$GPGGA,064036.289,4836.5375,N,00740.9373,E,1,04,3.2,200.2,M,,,,0000*0E
<Ctrl+C>
$

1	envoi le texte “trame” sur le port série `/dev/ttyS0` (équivalent de COM1 sur Windows)
2	affichage d’une trame provenant d’un GPS branché sur le port série `/dev/ttys0`

A faire : Redirections

Que produit la commande echo "Lorem ipsum" 1> foo.txt ? Conclure sur la signification de 1>.
Que signifie selon vous &> dans la commande suivante ls /r* &> foo.txt ?

Cette commande peut également s’écrire ls /r* > foo.txt 2>&1. La page de manuel de bash recommande malgré tout la 1^ière syntaxe.

Élaborer la séquence de commandes suivante :
- Lister les répertoires de /var/log grâce à la commande find et son option -type (cf. page de manuel)
- Rejouer la même commande mais en redirigeant uniquement STDOUT vers le fichier folders.txt
- Rejouer la dernière commande en redirigeant STDERR vers le fichier spécial /dev/null et observer le résultat.
  Consulter la page de manuel de null (→ man null) et expliquer à quoi correspond le fichier /dev/null.
- Afficher tout en majuscules le contenu de folders.txt via la commande tr vue plus haut
- Modifier la commande pour qu’elle envoie le résultat dans un fichier plutôt qu’à l’écran.
- Que se passe-t-il si le même fichier est spécifié pour la redirection d’entrée et la redirection de sortie ?

6.2.3. Tubes (pipe)

Les tubes ou pipes en anglais sont un moyen d’envoyer la sortie d’une commande (← STDOUT) sur l’entrée (← STDIN) de la suivante.

Le schéma suivant illustre ce mécanisme :

Figure 6. Les tubes

Une commande capable de recevoir son entrée via un pipe est appelée un filtre.
Toutes les commandes de Linux ne sont pas des filtres.

Un tube se note à l’aide du caractère ‘|’ (combinaison AltGr+6 sur le clavier).

Les tubes sont très souvent utilisés. Il est donc essentiel de bien les maîtriser.

A faire : Tubes

Observer les derniers évènements du système en tapant la commande dmesg | tail qui envoie la sortie de dmesg sur l’entrée de tail.
La commande tail permet de n’afficher que les dernières lignes d’un texte alors que la commande dmesg affiche l’ensemble des évènement détectés par le kernel ⇒ les 2 commandes combinées avec le pipe permettent donc de n’afficher que les derniers évènements.
Visualiser page par page l’ensemble des évènements du système en tapant la commande dmesg | less.
La commande less permet de naviguer à travers un document (‘q’ = quitter, ‘h’ = aide, ‘f’ ou <espace> = page suivante, ‘b’ = page précédente, <Entrée> ↲ = ligne suivante …)
Élaborer une commande avec un pipe qui permettra en une seule ligne d’obtenir le même résultat qu’à la dernière question de l’exercice précédent (→ afficher en majuscules les répertoires de /var/log accessibles à l’utilisateur courant).

7. Gestion processus

Linux est un système d’exploitation multi-tâches et multi-utilisateurs.

De ce fait, il est capable de gérer simultanément un ensemble de programmes lancés par un ou plusieurs utilisateurs.

Un processus ou tâche est une instance d’un programme en cours d’exécution. Ainsi, le fait de lancer 3 fois un même programme provoquera la création de 3 processus distincts.

Un processus est identifié par le système à l’aide d’un numéro appelé PID (Process IDentifier).

Il est souvent utile de connaître, contrôler voire de tuer les processus qui tournent sur une machine.

C’est ce qui va être abordé maintenant.

7.1. Visualiser les processus.

Les 3 commandes les plus utilisées pour visualiser les processus sont :

ps : permet d’afficher des informations à un instant donné sur les processus présents en mémoire. Une large gamme d’options est disponible. Celles-ci permettent d’obtenir à peu près toutes les informations sur les processus.
top : ajoute un côté dynamique à l’affichage des processus dans le sens où il met à jour automatiquement les informations affichées à l’écran. Le délai de rafraichissement des informations par défaut est de 3 secondes mais ce délai est configurable. L’appui sur la barre d’espace provoque une mise à jour immédiate des informations.
pstree : affiche les processus sous la forme d’une arborescence qui met en évidence la parenté entre ceux-ci.

A faire : Affichage des processus en cours d’exécution

Lancer 2 interpréteurs de commandes puis exécuter dans l’un d’eux la commande top.
Exécuter dans l’autre, les commandes :
- ps
- ps -a
Interpréter les résultats des 2 commandes.
Qu’indique selon vous la colonne TTY ?
Parcourir la page de manuel de ps et donner la signification des options :
- -f
- -e ou -A
- -l
Exécuter ces commandes pour observer leurs résultats.
Quelle est la signification de la colonne PPID lorsque les options -f ou -l sont spécifiées ?
Qu’indique la colonne S affichée lorsque l’option -l est utilisée ?
Afficher l’arborescence de processus avec pstree.
Quel est le nom du processus situé à la racine de cette arborescence ? (Celui-ci est le 1^ier processus lancé suite de l’initialisation de l’OS).
Déterminer son PID.
Dans le terminal où s’exécute top taper ‘h’ pour obtenir de l’aide et trouver comment trier les processus par PID, utilisation du CPU, occupation mémoire.

7.2. Agir sur un processus avec les signaux

Les signaux sont un moyen de communication avec les processus. Linux prend en charge 63 signaux mais seuls un nombre restreint d’entre eux sont utilisés au quotidien.

La façon la plus commune d’envoyer les signaux à un processus est d’utiliser la commande kill. Celle-ci prend en option le numéro du signal à envoyer et le PID du processus destinataire en argument.

La commande kill sera notamment utilisée pour tuer un processus qui ne répond plus mais ce n’est pas sa seule utilisation.

Se souvenir que la commande kill permet d’envoyer toutes sortes de signaux et non simplement le signal nommé SIGKILL qui requiert l’arrêt brutal d’un processus.

Quelques combinaisons de touches permettent également d’envoyer des signaux au processus en cours :

Ctrl+C : envoie le signal SIGINT qui provoque généralement l’arrêt du processus
Ctrl+Z : envoie le signal SIGTSTP qui demande la suspension du processus

Une autre façon d’envoyer un signal est d’utiliser la commande killall qui prend en argument, non pas le PID du processus, mais son nom. Ceci permet notamment de quitter toutes les instances d’un programme sans avoir à connaitre leur PID ou à leur envoyer individuellement le signal SIGINT.

A faire : Utilisation des signaux

Lancer 2 instances de la commande top dans 2 terminaux
Consulter la page de manuel de signal (catégorie 7) et relever les n° des signaux : SIGINT, SIGQUIT, SIGKILL, SIGTERM
Quitter une des instances de top en lui envoyant le signal SIGTERM depuis un 3^ième terminal
Relancer une instance de top dans son terminal d’origine
Quitter de nouveau l’instance de top en lui envoyant cette fois-ci le n° de signal correspondant à SIGKILL
Relancer l’instance de top dans son terminal d’origine
Taper Ctrl+C et constater que le programme se termine
Relancer l’instance de top dans son terminal d’origine
Taper Ctrl+Z
Dans le 3^ième terminal, taper la commande ps -al.
Combien d’instances de top résident encore en mémoire ?
Tuer le processus pour lequel la commande précédente indique ‘T’ dans la colonne ‘S’
Relancer la commande top dans son terminal d’origine
Taper la commande killall top.
Quelle action est provoquée par cette dernière commande ?

8. Gestion réseau

Linux dispose d’une multitudes de commandes liées au réseau.

Parmi ces commandes, certaines sont couramment utilisées. Ce sont elles que nous allons étudier maintenant.

8.1. Configurer une interface réseau : `ifconfig`

Cette commande permet à la fois :

d’obtenir des informations sur une interface réseau
de configurer une interface réseau

Exemples :

$ ifconfig (1)
$ ifconfig eth0 auto (2)
# ifconfig eth0 192.168.1.15 netmask 255.255.255.0 (3)
# ifconfig eth0 up|down (4)

1	Affichage des paramètres réseaux de toutes les interfaces présentes sur la machine
2	Configuration de l’interface eth0 en automatique (DHCP)
3	Configuration manuelle de eth0
4	Activer ou désactiver l’interface eth0

A faire : Affichage de la configuration de l’interface réseau

Exécuter la commande ifconfig et relever les informations suivantes pour votre carte réseau (nommé en principe eth0) :
- l’adresse IP qui lui est attribuée (→ inet addr)
- son adresse MAC (→ HWaddr).

Adresse MAC

L’adresse MAC est un numéro sur 48 bits (6 octets) figé et stocké dans le dispositif réseau.

Elle permet de l’identifier de manière unique à l’échelle mondiale.

Les 22 premiers bits identifient le constructeur de la carte réseau.

De façon à ce que 2 dispositifs réseau puissent communiquer à travers le réseau, il faut leur associer une adresse IP. Une correspondance directe existe entre les adresses IP d’un réseau et les adresse MAC des dispositifs associés (cette association est mémorisée dans une table élaborée à partir d’échanges utilisant le protocle ARP)

Déterminer si votre carte réseau provient du même constructeur que celle de votre voisin.
le masque de sous-réseau (→ Mask)

8.2. Tester une connexion réseau : `ping`

La commande ping permet de tester l’acheminement de trames sur le réseau et, accessoirement, de vérifier qu’une machine est bien présente sur le réseau.

Elle permet aussi de réaliser des statistiques sur les temps de réponse ainsi que sur le pourcentage de paquets de données perdus.

Pour cela, elle utilise le protocole ICMP en envoyant des messages de type ECHO Request qui requièrent de la part du destinataire de répondre par un ECHO Reply.

Sur Linux, ping doit par défaut être arrété manuellement en tapant Ctrl+C. La commande affiche alors des statistiques sur le temps de propagation aller-retour (Round Trip Time).

$ ping 192.168.1.1
PING 192.168.1.1 (192.168.1.1) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.1.1: icmp_seq=1 ttl=128 time=4.62 ms
64 bytes from 192.168.1.1: icmp_seq=2 ttl=128 time=4.40 ms
64 bytes from 192.168.1.1: icmp_seq=3 ttl=128 time=4.28 ms
^C
--- 192.168.1.1 ping statistics ---
3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 2004ms
rtt min/avg/max/mdev = 4.288/4.439/4.622/0.158 ms (1)
$

1	Les valeurs indiquent les temps de propagation aller-retour (→ rtt = Round Trip Time) min., moyen et max. des paquets de données ainsi que la déviation standard (→ `mdev`)

Lorsqu’un ping reçoit une réponse, on est assuré que :

l’ordinateur qu’on utilise est correctement configuré
l’ordinateur interrogé est présent et également correctement configuré
le réseau qui relie les ordinateurs est opérationnel.

A faire : Mise en œuvre de ping

Consulter la page de manuel de ping et tester les accès réseau suivants en veillant à reporter dans le compte rendu les commandes exécutées ainsi que leurs résultats :

accès à l’interface loopback (notée “lo” dans l’affichage résultant de la commande ifconfig).

Interface loopback

Une interface réseau loopback (à ne pas confondre avec le périphérique loopback) n’est rattaché à aucune carte réseau physique.

Elle sert à tester en local des programmes utilisant TCP/IP pour communiquer. Elle n’occasionne donc aucun traffic sur le réseau.

accès à la machine de votre voisin en précisant 5 tentatives
accès à toutes les machines du réseau en précisant 3 tentatives
accès à la machine nommée localhost
- À quelle interface est associée cette machine ?
accès au site google-public-dns-a.google.com
- Quelle est l’adresse IP de ce site ? Facile à mémoriser, non ?
accès à l’interface loopback APRÈS l’avoir désactivée

9. Nettoyage

Vous arrivez au terme de l’activité de découverte du shell Linux.

L’utilisateur imaginaire dummy_user que vous avez créé pour cette activité n’a plus lieu d’exister sur le système : il est à présent temps de supprimer son compte.

A faire : Bye ! Bye ! Dummy user

Détruire le compte de l’utilisateur dummy_user en tapant la commande

# userdel -r dummy_user

Pratique du shell Linux

1. Mode "ligne dommande" de linux

1.1. Objectifs

1.2. Pré-requis

1.3. Conditions

1.4. Rubriques du programme :

2. Introduction

3. Interpréteur de commandes

4. Commandes

4.1. Syntaxe générale des commandes

4.2. Catégories de commandes et chemin d’accès

4.3. Documentation d’une commande

4.4. Aide à la saisie des commandes

4.4.1. Auto-complétion

4.4.2. Historique des commandes

5. Commandes liées au système de fichier

5.1. Organisation du système de fichiers

5.2. Les chemins d’accés absolus et relatifs

5.3. Les droits d’accès

5.4. Commandes principales

5.5. Liens

6. Méta-caractères du shell

6.1. Caractères génériques associés aux fichiers

6.2. Flux d’entrée/sortie, redirection et tubes

6.2.1. Flux d’entrées/sorties

6.2.2. Redirection

6.2.3. Tubes (pipe)

7. Gestion processus

7.1. Visualiser les processus.

7.2. Agir sur un processus avec les signaux

8. Gestion réseau

8.1. Configurer une interface réseau : ifconfig

8.2. Tester une connexion réseau : ping

9. Nettoyage

8.1. Configurer une interface réseau : `ifconfig`

8.2. Tester une connexion réseau : `ping`