Основы линукс: Введение в bash

О чем статья

Прочитав эту статью, вы узнаете что такое bash (стандартный командный интерпретатор линукс), научитесь обращаться со стандартными командами: ls, cp, mv… поймете назначение инодов, жестких и символических ссылок и многое другое.

Это пособие предназначено для новичков в линукс и для тех, кто хочет повторить или усовершенствовать понимание основных принципов линукс, таких как копирование и перемещение файлов, создание ссылок, использование стандартных команд линукс наряду с перенаправлениями и пайпами. В этой статье вы найдете множество примеров, поясняющих изложенный материал. Для начинающих большинство информации окажется новой, а для более продвинутых пользователей этот материал может стать прекрасным пособием для обобщения имеющихся знаний и навыков.

Введение в bash

Shell

Если вы используете линукс, то знаете что после логина вас приветствует приглашение командного интерпретатора. Например такое:

\$ 

Если после логина загружается графическая оболочка, то чтобы добраться до командного интерпретатора нужно запустить эмулятор терминала (gnome-terminal, xfce4-terminal, konsole, xterm, rxvt…) или переключиться на один из виртуальных терминалов нажав Ctrl–Alt–F1 или Ctrl–Alt–F2 и т.д.

Приглашение командного интерпретатора на вашем компьютере может отличаться от того что показано в примере. Оно может содержать имя пользователя, имя компьютера и название текущей рабочей директории. Но несмотря на все эти различия, программа которая печатает это приглашение называется «shell» (оболочка), и скорее всего в роли вашей командной оболочки выступает программа которая называется bash.

У вас запущен bash?

Проверить запущен ли bash можно следующей командой:

\$ echo \$SHELL
/bin/bash

Если в результате выполнения этой команды вы получили ошибку или её вывод отличается от того что в примере, то возможно в вашей системе в качестве командной оболочки используется не bash. Несмотря на это, большая часть материала будет актуальна, но все же рекомендуем вам переключиться на bash. Сделать это можно (если bash установлен в системе) командой:

\$ bash

Что такое bash

Bash (акроним от «Bourne-again SHell») это стандартный интерпретатор команд на большинстве линукс систем. В его обязанности входит обработка и исполнение команд с помощью которых пользователь управляет компьютером. После того как вы завершили работу, можно завершить процесс командного интерпретатора. После нажатия клавиш Ctrl–D, команд exit или logout процесс командного интерпретатора будет завершен и на экране снова появится приглашение ввести имя пользователя и пароль.

Использование «cd»

Давайте начнем использовать bash для навигации по файловой системе. Для начала напечатайте следующую команду:

$ cd /

Этой командой мы указали bash-у что хотим переместиться в корневую директорию — /. Все директории в системе организованы в древовидную структуру и / это её начало (или корень). Команда cd служит для изменения текущей рабочей директории.

Пути

Чтобы узнать в каком месте файловой системы в данный момент вы находитесь (текущую рабочую директорию) наберите:

\$ pwd
/

В приведенном выше примере / — аргумент команды cd — называется путь. Это место файловой системы, куда мы хотим переместиться. В данном случае / — абсолютный путь, это значит что путь указан относительно корневой директории.

Абсолютные пути

Вот несколько примеров абсолютных путей

/dev
/usr
/usr/bin
/usr/local/bin

Как вы уже могли заметить, все эти пути объединяет то, что они начинаются с /. Указывая путь /usr/local/bin в качестве аргумента команде cd мы говорим ей перейти в корневую директорию /, затем в директорию usr, потом в local и bin. Абсолютные пути всегда начинаются с /

Относительные пути

Второй вид путей называется относительными. Bash, команда cd и другие команды отсчитывают эти пути относительно текущей директории. Относительные пути никогда не начинаются с /. Например, если мы находимся в /usr

\$ cd /usr

Затем мы можем перейти в /usr/local/bin используя относительный путь

\$ cd local/bin
\$ pwd
/usr/local/bin

Использование «..»

Относительные пути могут содержать одну или несколько директорий «..». «..» указывает на родительскую директорию по отношению к нашей рабочей директории. Пример:

\$ pwd
/usr/local/bin
\$ cd ..
\$ pwd
/usr/local

Как вы видите, команда cd .. ‘поднимает нас на уровень выше’.

Можно добавить .. к относительному пути. Это позволит переместиться в директорию, которая находится на одном уровне с той в которой мы находимся. Пример:

\$ pwd
/usr/local
\$ cd ../share
\$ pwd
/usr/share

Примеры с использованием относительных путей

Относительные пути могут быть довольно сложными. Вот несколько примеров. Результат выполнения команд не показан, попробуйте определить в какой директории вы окажетесь используя bash.

\$ cd /bin
\$ cd ../usr/share/zoneinfo

\$ cd /usr/X11R6/bin
\$ cd ../lib/X11

\$ cd /usr/bin
\$ cd ../bin/../bin

Рабочая директория «.»

Перед тем как закончить разговор о команде cd, следует упомянуть еще несколько вещей. Во-первых, существует ещё одна специальная директория «.», которая указывает на текущую директорию. Эта директория используется для запуска исполняемых файлов, находящихся в текущей директории.

\$ ./myprog

В последнем примере myprog это исполняемый файл находящийся в текущей директории, который будет запущен на исполнение.

cd и домашняя директория пользователя

Для того чтобы перейти в домашнюю директорию, нужно набрать

\$ cd

Без аргумента cd переместит вас в домашнюю директорию. Для суперпользователя домашней обычно является директория /root, а для обычных пользователей — /home/username/. Но что если мы хотим указать конкретный файл, находящийся в домашней директории. Например, как аргумент к программе ‘myprog’? Можно написать:

\$ ./myprog /home/user/myfile.txt

Однако, использовать абсолютные пути к файлам не всегда удобно. Эту же операцию можно сделать при помощи ~–тильды:

\$ ./myprog ~/myfile.txt

~ — специальное имя, указывающее в bash на домашнюю директорию пользователя.

Домашние директории других пользователей

Но что если нам нужно указать файл в домашней директории другого пользователя? Для этого после тильды нужно указать имя этого пользователя. Например, чтобы указать на файл fredsfile.txt находящийся в домашней директории пользователя fred:

\$ ./myprog ~fred/fredsfile.txt

Команды линукс

Введение в ls

Вероятно вы уже знакомы с командой ls, которая, вызванная без аргументов, выводит на экран список файлов хранящихся в рабочей директории:

\$ cd /usr
\$ ls
X11R6      doc         i686-pc-linux-gnu  lib      man          sbin   ssl
bin        gentoo-x86  include            libexec  portage      share  tmp
distfiles  i686-linux  info               local    portage.old  src

Если указать опцию -a, можно будет увидеть все файлы, включая скрытые (имена которых начинаются с точки).

\$ ls -a
.      bin        gentoo-x86         include  libexec  portage      share  tmp
..     distfiles  i686-linux         info     local    portage.old  src
X11R6  doc        i686-pc-linux-gnu  lib      man      sbin         ssl

Подробный список директорий

После самой команды ls в качестве ее аргумента можно указать один или более файлов или директорий. Если указать имя файла, то команда ls выведет информацию только об этом файле. А если указать название директории, ls покажет все ее содержимое. Опция ‘-l’ команды ls бывает очень полезной если вы хотите кроме имен файлов узнать более подробную информацию о них (права на файл, имя владельца, время последнего изменения файла и его размер).

В следующем примере показано применение опции ‘-l’ для вывода информации о файлах хранящихся в директории /usr

\$ ls -l /usr
drwxr-xr-x    7 root     root          168 Nov 24 14:02 X11R6
drwxr-xr-x    2 root     root        14576 Dec 27 08:56 bin
drwxr-xr-x    2 root     root         8856 Dec 26 12:47 distfiles
lrwxrwxrwx    1 root     root            9 Dec 22 20:57 doc -> share/doc
drwxr-xr-x   62 root     root         1856 Dec 27 15:54 gentoo-x86
drwxr-xr-x    4 root     root          152 Dec 12 23:10 i686-linux
drwxr-xr-x    4 root     root           96 Nov 24 13:17 i686-pc-linux-gnu
drwxr-xr-x   54 root     root         5992 Dec 24 22:30 include
lrwxrwxrwx    1 root     root           10 Dec 22 20:57 info -> share/info
drwxr-xr-x   28 root     root        13552 Dec 26 00:31 lib
drwxr-xr-x    3 root     root           72 Nov 25 00:34 libexec
drwxr-xr-x    8 root     root          240 Dec 22 20:57 local
lrwxrwxrwx    1 root     root            9 Dec 22 20:57 man -> share/man
lrwxrwxrwx    1 root     root           11 Dec  8 07:59 portage -> gentoo-x86/
drwxr-xr-x   60 root     root         1864 Dec  8 07:55 portage.old
drwxr-xr-x    3 root     root         3096 Dec 22 20:57 sbin
drwxr-xr-x   46 root     root         1144 Dec 24 15:32 share
drwxr-xr-x    8 root     root          328 Dec 26 00:07 src
drwxr-xr-x    6 root     root          176 Nov 24 14:25 ssl
lrwxrwxrwx    1 root     root           10 Dec 22 20:57 tmp -> ../var/tmp

В первой колонке показана информация о правах доступа к каждому файлу в списке. (Немного позже я объясню какая буква что обозначает) Следующая колонка показывает количество ссылок на каждый элемент списка. Третья и четвертая колонки — владелец и группа файла соответственно. Пятая колонка — размер. Шестая — время последнего изменения файла (‘last modified time’ или mtime). Последняя колонка — имя файла или директории (Если это ссылка, то после знака ‘–>‘ стоит имя объекта на который она ссылается).

Как посмотреть только директории

Иногда возникает потребность посмотреть информацию только о директориях, а не о всем их содержимом. С этой задачей поможет справиться опция ‘-d’, которая указывает команде выводить информацию только о директориях. Пример:

\$ ls -dl /usr /usr/bin /usr/X11R6/bin ../share
drwxr-xr-x    4 root     root           96 Dec 18 18:17 ../share
drwxr-xr-x   17 root     root          576 Dec 24 09:03 /usr
drwxr-xr-x    2 root     root         3192 Dec 26 12:52 /usr/X11R6/bin
drwxr-xr-x    2 root     root        14576 Dec 27 08:56 /usr/bin

Рекурсивный список и информация о инодах

Действие опции ‘-R’ противоположно действию ‘-d’. Она позволяет выводить информацию о файлах находящихся в директории рекурсивно. Сначала показывается содержимое директории верхнего уровня, потом по очереди содержимое всех поддиректорий и так далее. Вывод этой команды может быть достаточно объемным, поэтому мы не приводим ее пример, но вы можете попробовать сделать это самостоятельно, набрав в командной строке ‘ls -R‘ или ‘ls -Rl‘.

И, наконец, опция ‘-i’ используется для вывода инодов каждого объекта файловой системы.

\$ ls -i /usr
1409 X11R6        314258 i686-linux           43090 libexec        13394 sbin
1417 bin            1513 i686-pc-linux-gnu     5120 local          13408 share
8316 distfiles      1517 include                776 man            23779 src
43 doc            1386 info                 93892 portage        36737 ssl
70744 gentoo-x86     1585 lib                   5132 portage.old      784 tmp

Что такое иноды?

Каждый объект файловой системы (файл, директория…) имеет свой уникальный номер, называемый инодом (inode number). Эта информация может показаться незначительной, но понимание функции инодов поможет вам разобраться во многих операциях над файловой системой. Например, посмотрим на «.» и «..» как на ссылки, присутствующие в каждой директории. Чтобы понять что из себя представляет директория «..», узнаем инод директории /use/local

\$ ls -id /usr/local
5120 /usr/local

Как можем видеть, инод директории /usr/local — 5120. Теперь посмотрим какой инод у директории /usr/local/bin/..:

\$ ls -id /usr/local/bin/..
5120 /usr/local/bin/..

Получается, что иноды директорий /usr/local и /usr/local/bin/.. совпадают! Это значит, что на инод 5120 ссылаются два имени: /usr/local и /usr/local/bin/.. То есть это два разных имени одной директории. Каждый инод указывает на определенное место на диске.

С каждым инодом может быть связано несколько имен объектов файловой системы. Количество ‘синонимов’ файла (объектов файловой системы, ссылающихся на один инод) показывает число во втором столбце вывода команды ‘ls -l‘.

\$ ls -dl /usr/local
drwxr-xr-x    8 root     root          240 Dec 22 20:57 /usr/local

На этом примере видно (второй столбец), что на директорию /usr/local ссылаются 8 разных объектов файловой системы. Вот их имена:

/usr/local
/usr/local/.
/usr/local/bin/..
/usr/local/games/..
/usr/local/lib/..
/usr/local/sbin/..
/usr/local/share/..
/usr/local/src/..

mkdir

Давайте рассмотрим команду mkdir. Она служит для создания новых директорий. В следующем примере демонстрируется создание трех новых директорий (tic, tac, toe) в директории /tmp

\$ cd /tmp
$ mkdir tic tac toe

По умолчанию команда mkdir не может создать вложенной структуры директорий. Поэтому, если вам нужно создать несколько вложенных одна в другую директорий (won/der/ful), то вам придется три раза поочередно вызывать эту команду:

\$ mkdir won/der/ful
mkdir: cannot create directory 'won/der/ful': No such file or directory
\$ mkdir won
\$ mkdir won/der
\$ mkdir won/der/ful

Упростить эту операцию можно добавив опцию ‘-p’ к команде mkdir. Эта опция позволяет создавать вложенную структуру директорий:

\$ mkdir -p easy/as/pie

Чтобы узнать о возможностях этой утилиты подробнее, прочитайте справку, которая вызывается командой man mkdir. Справки есть практически ко всем командам из этого руководства (например man ls), кроме cd, т.к. она встроена в bash (для таких команд справка вызывается так: help cd)

touch

Перейдем к изучению команд cp и mv, служащих для копирования, переименования и перемещения файлов и директорий. Но перед этим создадим пустой файл в директории /tmp при помощи команды touch:

\$ cd /tmp
\$ touch copyme

Команда touch обновляет время последнего доступа к файлу (шестая колонка вывода команды ls -l) если он уже существует или создает новый пустой файл, если его ещё нету. После этой операции у нас должен появиться пустой файл /tmp/copyme.

echo

Теперь, когда у нас есть пустой файл, запишем в него текстовую строку при помощи команды echo, которая выводит переданный ей аргумент на стандартное устройство вывода (текстовый терминал в нашем случае).

\$ echo "firstfile"
firstfile

Чтобы записать строку в наш файл, перенаправим в него вывод команды echo:

\$ echo "firstfile" > copyme

Знак > (больше) указывает командной оболочке что нужно перенаправить вывод команды стоящей слева в файл, имя которого находится справа. Если файла с таким именем не существует, он будет создан автоматически. А если такой файл уже есть, то он будет перезаписан (все его содержимое будет стерто перед записью нашей строки). Команда ‘ls -l’ покажет что размер нашего файла теперь равен 10 байтам — девять байт занимает слово ‘firstfile’ и один байт символ перевода строки.

\$ ls -l copyme
-rw-r--r--    1 root     root           10 Dec 28 14:13 copyme

cat и cp

Для вывода содержимого файла на терминал используется команда cat:

\$ cat copyme
firstfile

Теперь мы можем приступить к разбору базовой функциональности команды cp. Эта команда принимает два аргумента. Первый — имя уже существующего файла (‘copyme’), второй — название новой копии, которую мы хотим сделать (‘copiedme’).

\$ cp copyme copiedme

Можем убедиться, что новая копия файла имеет другой номер инода (это значит что мы получили действительно новый отдельный файл, а не просто ссылку на старый)

\$ ls -i copyme copiedme
648284 copiedme   650704 copyme

mv

Теперь применим команду mv чтобы переименовать файл («copiedme» –> «movedme»). Номер инода после этой операции не меняется, а изменяется только название файла.

\$ mv copiedme movedme
\$ ls -i movedme
648284 movedme

Номер инода не изменяется только при условии, что переименованный файл остается в пределах той файловой системы где находился исходный файл. Мы рассмотрим подробнее устройство файловых систем в одной из следующих частей этого пособия.

Команда mv позволяет не только переименовывать файлы, но и перемещать их. Например, чтобы переместить файл /var/tmp/myfile.txt в директорию /home/user нужно дать команду:

\$ mv /var/tmp/myfile.txt /home/user

Файл будет перемещен в домашнюю директорию пользователя user даже если она находится в другой файловой системе (в этом случае файл будет скопирован в новое место после чего оригинал будет удален). Как вы могли уже догадаться, перемещение файла в другую файловую систему приводит к изменению его инода. Это происходит потому, что каждая файловая система имеет свой отдельный набор инодов.

Нужно заметить, существует вероятность, что новый присвоенный номер инода может совпасть со старым, но она чрезвычайно мала.

Чтобы переместить одновременно несколько файлов в одну директорию нужно написать:

\$ mv /var/tmp/myfile1.txt /var/tmp/myfile2.txt /home/user

или

\$ mv -t /home/user /var/tmp/myfile1.txt /var/tmp/myfile2.txt

Если добавить опцию ‘-v’, на экран будет выведен отчет о проделанной операции:

\$ mv -vt /home/user /var/tmp/myfile1.txt /var/tmp/myfile2.txt
'/var/tmp/myfile1.txt' -> '/home/user/myfile1.txt'
'/var/tmp/myfile2.txt' -> '/home/user/myfile2.txt'