Introduction au système d'exploitation UNIX/LINUX

Introduction

UNIX est un système d'exploitation multi-tâches et multi-usagers qui a été créé à la fin des années 1960 par Ken Thompson et Dennis Ritchie des Laboratoires Bell. Aujourd'hui, UNIX se décline en plusieurs saveurs: LINUX, HPUX, AIX, FreeBSD, Solaris, etc. Toutes ces versions offrent les fonctionnalitées suivantes:

• Accès simultané de la machine par plusieurs utilisateurs
• Support pour la création, la modification et la destruction de programmes, processus et fichiers
• Des systèmes de fichiers composés d'une hiérarchie de répertoires où résident les fichiers et processus
• Le partage équitable du processeur, de la mémoire et des disques parmis les processus
• Une méthode permettant aux processus et périphériques de communiquer entre eux, même s'ils sont sur des machines différentes
• Une multitude de programmes et utilitaires

Nous ne présentons ici que les concepts et commandes de bases nécessaires pour qu'un utilisateur puisse faire ses premiers pas en UNIX. Le lecteur y trouvera, entre autres, de l'informations sur l'interpréteur de commande et les variables d'environnement, les commandes essentielles permettant de manipuler les répertoires et les fichiers ansi que leur contenu, les expressions régulières et l'éditeur vi. Mentionons que pour certaines des commandes présentées, seules les options les plus utilisées sont décrites . Le lecteur est donc invité à consulté la documentation en ligne (manpages) pour connaitre toutes les options disponibles pour chacune des commandes.

L'interpréteur de commandes

L'interpréteur de commande ou shell a pour fonction de traduire les commandes de l'utilisateur et de les acheminer au système d'exploitation pour qu'elles y soient exécutées. Il existe plusieurs interpréteurs de commandes sous UNIX: sh (Bourne shell), csh (C shell), ksh (Korn shell), bash (Bourne Again shell),...

Tous les interpréteurs de commandes peuvent prendre les directives de l'utilisateur à partir du clavier ou à partir de fichiers, nommées scripts, dans lesquels on regroupe un ensemble d'instructions.

L'interpréteur utilisé par la majorité des usagers du LASSO est le Bourne Again shell ou bash.

Les fichiers standard

L'interpréteur de commandes utilise automatiquement trois fichiers dits standard:

Entrée standard

   Fichier à partir duquel les directives sont lues; habituellement le clavier. Unité 0

Sortie standard

   Fichier dans lequel les résultats des commandes sont écrits; habituellement l'écran. Unité 1

Erreur standard

   Fichier dans lequel les erreur sont rapportées; habituellement l'écran. Unité 2

Redirection des fichiers standard

Il est possible de rediriger vers un autre fichier les fichiers standard:

<fichier

   Rediriger l'entrée standard de telle sorte que son contenu provienne de fichier plutôt que du clavier 

>fichier

   Rediriger la sortie standard vers fichier plutôt que vers l'écran. Si fichier existe déjà, son contenu est remplacé.

>> fichier

   Rediriger la sortie standard vers fichier plutôt que vers l'écran. Si fichier existe déjà on ajoute à la suite du contenu déjà present.

2> fichier

   Rediriger l'erreur standard vers fichier plutôt que vers l'écran. Si fichier existe déjà, son contenu est remplacé.

2>> fichier

   Rediriger l'erreur standard vers fichier plutôt que vers l'écran. Si fichier existe déjà, on ajoute à la suite du contenu déjà présent.

Il est possible de rediriger la sortie et l'erreur standard dans le même fichier en utilisant la syntaxe 2>&1 de la façon suivante :

commande > fichier 2>&1 ( et non pas commande 1>&2 > fichier)

Exemples de redirection:

Écrire la liste des fichiers du répertoire courant et les messages d'erreur dans liste_fichiers

    ls -al * > liste_fichiers 2>&1 

Ecrire les résultatst du programme mon_script dans le fichier resultats et les erreurs d'exécution dans le fichier erreurs.log:

     mon_script > reslutats 2> erreurs.log

Enchaînement de commandes ou pipeline

L'enchaînement de commandes ou pipeline est un mécanisme par lequel la sortie standard d'une commande est connectée à l'entrée standard d'une autre commande. Le pipeline se fait au moyen de l'opérateur barre verticale |. Chacun des programmes composant le pipeline agit alors comme un filtre et le résultat final de l'enchaînement de commandes s'affiche sur la sortie standard. Exemples de pipelines:

Afficher une liste du nom de tous les usagers présentement sur le système. La liste est triée et sans doublons:

       who | cut -d' ' -f 1 | sort -u

Afficher la liste de tous les utilisateurs qui ont des processus actifs sur le système. La liste est triée et sans doublons:

       ps -ef | cut -d' ' -f 1 | sort -u

Rechercher la chaîne ERREUR parmis les 500 dernières lignes du fichier journal et afficher les résultat un écran à la fois:

       tail -500 journal | grep ERREUR | more

Substitution de commande

Les caractères accent grave `commande ` ou la syntaxe $(commande) offrent un mécanisme permettant de substituer le résultat d'une commande à la commande elle-même. On peut ainsi provoquer l'exécution d'une commande et faire en sorte que son résultat serve de paramètre à une autre commande. Quelques exemples:

Ajouter la date système à la fin du fichier mon_journal:

     echo `date` >> mon_journal     #(équivalent à date >> mon_journal)

ou encore:

      echo $(date) >> mon_journal    

Editer avec l'éditeur gedit tous les fichiers contenant le chaîne ERREUR:

    gedit `grep -l ERREUR *`

ou

    gedit $(grep -l ERREUR) *`

Variables d'environnement

L'interpréteur de commande utilise plusieurs variables dites d'environnement pour pouvoir fonctionner correctement. Par exemple, lorsque l'utilisateur tape la commande ls, l'interpréteur consulte la variable PATH pour localiser la commande à exécuter. L'utilisateur peut visualiser l'ensemble de ses variables d'environnement au moyen de la commande env.

Pour récupérer la valeur d'une variable d'environnement on précède son nom du signe $ . Il est facile d'ajouter, d'éliminer ou de modifier des variables d'environnement en éditant le fichier .bash_profile qui se trouve de le répertoire HOME de chaque usager. Pour ajouter une nouvelle variable d'environnement, il suffit de la définir dans le fichier .bash_profile puis de l'exporter pour la rendre disponible à l'interpréteur de commandes. On peut par exemple, définir la variable d'environnement MONTEMP qui représente un répertoire servant à contenir des fichiers temporaires de la façon suivante:

1. Editer le fichier .bash_profile et y ajouter

       MONTEMP=/home/caveenj/temp
       export MONTEMP

On pourra par la suite conserver des fichiers temporaires dans ce répertoire:

Obtenir la date du système et la sauvegarder dans le fichier MONTEMP/date_courante:

    date > $MONTEMP/date_courante

On peut ajouter un nouveau chemin /home/caveenj/bin à la variable PATH de la façon suivante:

Editer le fichier .bash_profile et y modifier la variable PATH

   PATH=$PATH:/home/caveenj/bin

Si on désire que les changements apportés au fichier .bash_profile affectent immédiatement notre environnement, il faut exécuter le fichier .bash_profile à partir de son shell en utilisant l'opérateur point . (point) ou à l'aide de la commande source:

  cd
  . ./.bash_profile

ou:

  cd
  source ./.bash_profile

sinon, les changements ne seront appliqués qu'à la prochaine session de travail de l'usager.

Variables d'environnement les plus courantes

Variable	Valeur
HOME	Chemin vers le répertoire HOME de l'usager
USER	Nom de l'usager
PATH	Liste des chemins fouillés par le shell pour trouver les commandes à exécuter
SHELL	Nom de l'interpréteur de commande
PAGER	Nom du programme à utiliser pour l'affichage un écran à la fois (more ou less)
EDITOR	Éditeur préféré de l'usager (vi (?), emacs, xemacs, gedit, pico,...)
MANPATH	Liste des répertoires fouillés par la commande man pour trouver la documentation
DISPLAY	Nom du visuel et de l'écran à utiliser pour l'affichage des fenêtres des applications X
PWD	Nom du répertoire de travail courant
LANG	Langue utilisée par l'usager
HOSTNAME	Nom de la machine
MACHTYPE	Nom du système d'exploitation

Commandes de base

Conventions typographiques

Les conventions typographiques suivantes ont été utilisées pour la section traitant des commandes de base:

• L'utilisation de chaque commande est écrite en italique
• La description des commandes est écrite en utilisant une police régulière
• Les paramètres entre crochets [] sont facultatifs
• La barre verticale | sert à indiquer un OU logique
• Les caractères ... indiquent qu'un paramètre peut être répété à volonté

Par exemple, la séquence d'appel de la commande ls est présentée comme suit:

ls [-alrt] [rep | fic] ...

Les paramètres a,l,r et t ainsi que que rep et fic sont facultatifs. De plus, la commande ls peut prendre en paramètre, aussi bien un ou plusieurs répertoires rep ou fichiers fic.

Les appels suivants à la commande ls sont donc tous valables:

ls
ls -a -l
ls -al
ls fic1 fic2
ls -lt rep1 rep2
ls -alrt *

Commandes informatives

Toutes les commandes UNIX sont documentées par le système des manpages. Un certain nombre de commandes UNIX permettent de fouiller cette documentation et d'obtenir la documentation recherchée. Il existe en plus, d'autres formats de documentation disponibles.

man [chapitre] com

Afficher le manuel de la section chapitre pour la commande com. Si on ne donne pas de chapitre, man retourne le premier manuel trouvé. man fait sa recherche de documents en utilisant les répertoires de la variable d'environnement MANPATH.

Exemples:

Afficher la documentation de la commande ls

man ls

Afficher le manuel pour la fonction Fortran open

man 3F open

man -k sujet

apropos sujet

Afficher la liste des manuels traitant du sujet sujet.man et apropos font leur recherche de documents en utilisant les répertoires de la variable d'environnement MANPATH.

Exemples:

La liste de manpages traitant d'images

man -k image

ou

apropos image

info com

Afficher la documentation en format info de GNU de la commande com. L'utilitaire info permet de naviguer dans les documents grâce à des hyperliens et des menus.

Exemples:

Afficher la documentation du compilateur g77

info g77

which com

Trouver l'emplacement du programme associé à la commande com. which fait sa recherche en fouillant les répertoires de la variable d'environnement PATH.

Exemples:

Trouver l'emplacement de la commande man:

which man

Systèmes de fichiers

Tous les systèmes UNIX sont composés d'un ensemble de systèmes de fichiers dans lesquels sont conservés tous les fichiers nécessaires au système d'exploitation ainsi que tous les fichiers de chacun des usagers de la machine.

Sur chacun de ces systèmes de fichiers UNIX (plus ou moins équivalent à une partition sous WINDOWS) réside une arborescence de répertoires (équivalent aux dossiers sous WINDOWS). Par exemple, le système de fichiers / situé à la racine peut contenir une arborescence telle que:

• /
  • bin
  • dev
  • var
    • adm
    • cache
    • Modèle:Arbre/Branche finaledb
  • usr
    • local
      • bin
      • include
      • lib
      • man
        • man1
        • Modèle:Arbre/Branche finaleman2

Chaque répertoire ou fichier contenu dans l'arborescence est accessible soit par le biais d'un chemin absolu ou relatif.

Chemin absolu Pour travailler avec un fichier en utilisant son chemin absolu, on doit nécessairement indiquer toute l'arborescence:

Exemples:

Afficher le contenu du répertoire /usr/local/bin: ls /usr/local/bin

Afficher le contenu du fichier passwd du répertoire /etc: cat /etc/passwd

Chemin relatif Pour travailler avec un fichier en utilisant son chemin relatif, on doit indiquer l'arborescence à partir du répertoire dans lequel nous sommes présentement positionné. On utilise alors les conventions suivantes: ./ indique le répertoire courant (répertoire de travail) alors que ../ indique le répertoire parent du répertoire courant. Dans plusieurs cas,on peut omettre la syntaxe ./.

Exemples:

Se déplacer dans le répertoire /usr/local/bin et afficher son contenu: cd /usr/local/bin

ls ./

ou:

ls

Se déplacer dans le répertoire /usr/local/bin et afficher le contenu de /usr/local (répertoire parent): cd /usr/local/bin

ls ../

Afficher le contenu de /usr/local/lib (même niveau que bin): ls ../lib

Afficher le contenu de /usr (deux répertoires au-dessus de bin): ls ../..

Les formats des systèmes de fichiers les plus utilisés sous LINUX sont Ext3 et Ext4 alors que sous d'autres systèmes d'exploitation, on utilisera les format UFS (Unix File System), SYSV, HPFS, MSDOS, FAT32, NTFS, etc. Pour que le contenu d'un système de fichiers soit accessible, il doit être attaché à un point d'ancrage (mount point).

En plus d'avoir des systèmes de fichiers crées directements sur les disques locaux, il est possible d'importer par réseau des systèmes de fichiers en provenance d'autres serveurs. On dit alors de ces fichiers qu'ils sont montés via NFS (Networked File System) ou SAMBA.

Certaines commandes permettent aux usagers d'obtenir de l'information sur les types de systèmes de fichiers qui sont disponibles sur leur machine.