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:

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:

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:

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:

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

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

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

Использование ".."

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

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:

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.

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.

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

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:

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

~ — 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:

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:

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

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

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:

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.

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

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

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

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

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:

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

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:

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).

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

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.

cat и cp

Для вывода содержимого файла на терминал используется команда cat:

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').

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)

mv

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

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:

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.

Чтобы переместить одновременно несколько файлов в одну директорию нужно написать:

или

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

Создание ссылок и удаление файлов

Жесткие ссылки

Я уже упоминал слово "ссылка" когда говорил о директориях и инодах. На самом деле в линуксе существует два вида ссылок. Первый вид называют жесткими ссылками. Каждый инод может иметь несколько связанных с ним жестких ссылок. Таким образом, получается что файл присутствует в системе под несколькими разными именами. Файл существует до тех пор, пока с его инодом связано хотя бы одно имя. Понятия «жёсткая ссылка на файл» и «имя файла» являются синонимами. Новые жесткие ссылки на файл можно сделать при помощи команды ln

Как видно из примера, жесткие ссылки работают на уровне инодов, указывая на определенный файл. В линуксе у жестких ссылок есть несколько ограничений. Во-первых, вы можете создавать жесткие ссылки только на файлы, но не на директории. Вот именно, несмотря на то что в системе существуют жесткие ссылки на директории ('.' и '..'), даже суперпользователь не может создавать дополнительные жесткие ссылки на директории. Во-вторых, невозможно создать жесткую ссылку на файл находящийся в другой файловой системе, т.к. каждая файловая система имеет свой уникальный набор инодов.

Символические ссылки

На практика чаще применяют символические ссылки (или симлинки). Симлинк это специальный вид файла, который ссылается на другой файл по имени, а не напрямую на инод. Симлинки не предохраняют файл от удаления. Если файл удалить, то симлинк на него станет нерабочим (или битым).

Симлинки создаются командой ln с опцией '-s':

Символическую ссылку можно распознать по выводу команды ls -l: во-первых, в первой колонке у симлинков стоит буква 'l' (первая буква английского слова link–ссылка), во-вторых, размер симлинка равен количеству букв в имени файла на который он ссылается ('secondlink' в нашем случае), в-третьих, последняя колонка помимо имени ссылки содержит имя файла на который она ссылается после знака –>

Подробнее о симлинках

Символические ссылки намного гибче жестких. С их помощью вы можете ссылаться на любой объект (файл, директория, сокет...) любой файловой системы.

Рассмотрим ситуацию, когда мы хотим сделать симлинк который указывает на /usr/local/bin и находится в директории /tmp/. Мы можем написать:

Или

Как видно из этих примеров, обе ссылки указывают на одну директорию. Но, если вторую ссылку переместить из /tmp в другую директорию, она может оказаться битой из-за использованного в ней относительного пути.

Так как не существует директории /tmp/usr/local/bin/, мы не сможем сменить рабочую директорию на bin2; другими словами, после перемещения ссылка перестала работать (стала 'битой').

По этой причине, иногда стоит избегать создания симлинков, используя относительные пути. Но иногда это бывает удобно. Рассмотрим такой случай: допустим мы хотим сделать ссылку на программу в /usr/bin (или другими словами присвоить этой программе альтернативное имя):

Суперпользователь (root) может захотеть сделать ссылку на программу "keychain" с более коротким именем "kc". В этом примере у нас есть рутовый доступ к системе, о чем свидетельствует приглашение bash, изменившееся на "#". Нам нужны права суперпользователя потому, что обычные пользователи не могут создавать файлы в директории /usr/bin/. Теперь мы можем от имени рута создать альтернативное имя для нашей программы:

В этом примере мы создали симлинк kc ссылающийся на файл /usr/bin/keychain.

Эта ссылка полностью рабочая, но она перестанет работать, если мы решим перенести оба файла 'keychain' и 'kc' из директории /usr/bin/ в /usr/local/bin/:

Из-за того что мы использовали абсолютный путь при создании ссылки, она продолжает указывать на файл /usr/bin/keychain, которого больше нет. Но если бы мы использовали относительный путь при создании ссылки, она бы осталась рабочей.

Можно сделать вывод, что ссылки созданные с абсолютными и относительными путями имеют каждая свое применение. Поэтому при создании симлинка нужно выбрать способ, который будет уместнее в данной конкретной ситуации.

Часто оба вида симлинков (с абсолютными и относительным и путями) работают нормально. Следующий пример показывает способ создания симлинка, который продолжает работать после перемещения его и файла на который он ссылается в другую директорию:

Теперь мы можем запускать программу 'keychain', обратившись к ней по имени /usr/local/bin/kc

rm

Теперь когда мы знаем как работают команды cp, mv и ln пришло время узнать как удалять файлы. Обычно, удаление производится при помощи команды rm. Чтобы удалить несколько файлов, просто укажите их имена через пробел в командной строке как аргументы rm:

Помните, что удаленные файлы невозможно восстановить (хотя можно попробовать). Поэтому многие начинающие пользователи линукс используют опцию '-i' команды rm, которая требует запрашивать у пользователя подтверждение удаления каждого файла.

В последнем примере перед удалением каждого файла команда rm спрашивает: действительно ли пользователь хочет удалить файл? Чтобы подтвердить удаление, нудно нажать клавишу "y" на клавиатуре, а чтобы отказаться от удаления — клавишу "n".

Прервать выполнение любой команды (если что-то пошло не так как задумывалось) можно нажав комбинацию Ctrl–C.

Сделать так, чтобы команда rm запрашивала подтверждение на удаление каждого файла даже без опции '-i' можно добавив в файл ~/.bashrc с помощью любимого текстового редактора строку:

rmdir

Есть два способа удаления директорий: можно поочередно удалить все содержимое директории, а потом использовать команду rmdir для удаления самой директории:

Этот способ обычно называют "метод удаления директорий для неудачников". Намного удобнее использовать команду 'rm -rf' для удаления директории со всем ее содержимым.

С осторожностью используйте эту команду, так как с ее помощью неопытному администратору (тем более с правами рута) очень легко наломать дров (и линукс-систем).

Использование wildcards

Что такое wildcards

При повседневном использовании линукса часто возникают ситуации когда нужно выполнить одну простую операцию (например rm) над множеством файлов. В этом случае не очень то удобно перечислять все имена файлов в командной строке:

Решить эту проблему можно при помощи шаблонов замены (wildcards). Командный интерпретатор линукс поддерживает возможность указания множества файлов используя шаблоны (по историческим причинам это еще называют "globbing"). Bash и другие команды линукс выбирают только те файлы, которые совпадают с шаблоном. Так, если вам нужно удалить файлы с file1 по file8, нужно написать:

А если нужно удалить все файлы имена которых начинаются со слова file и файл с именем file:

Шаблон * соответствует любому символу, последовательности символов или "отсутствию символа". Конечно, шаблоны можно применять не только для удаления файлов, как будет показано ниже.

Если совпадение не найдено

Если вы хотите вывести список файлов в директории /etc/ имена которых начинаются с буквы "g" и файл с именем "g" (если такой существует), нужно написать:

Посмотрим что случится если вы укажете шаблон который не совпадает ни с одним именем файла:

В этом примере мы попытались вывести список файлов имена которых начинаются на "asdf" и заканчиваются на "jkl". Интерпретатор команд выдал сообщение что файлов с такими именами не найдено.

Синтаксис шаблона: * и ?

Мы посмотрели как работает глоббинг (подстановка имен файлов). А теперь рассмотрим подробнее синтаксис шаблонов:

* соответствует нулю или большему количеству символов:

• /etc/g* — все файлы в директории /etc/ имена которых начинаются с "g" и файл с именем "g".
• /tmp/my*1 — все файлы в директории /tmp имена которых начинаются с "my" и заканчиваются на "1" (включая файл с именем "my1")

? заменяет один любой символ:

• myfile? — любой файл чье имя начинается со слова "myfile" за которым следует один любой символ.
• /tmp/notes?txt — соответствует файлам с именами "notes.txt" и "notes_txt" (если они существуют в /tmp/).

Квадратные скобки: []

Шаблон '[]' очень похож на '?' но позволяет явно указывать набор символов. Шаблон '[]' совпадает с одним символом из тех что указаны в скобках. Также в скобках можно указать диапазон символов (для этого используется символ –/дефис) или несколько диапазонов подряд, тогда шаблон будет совпадать с одним любым символом из этого диапазона:

• myfile[12] — соответствует myfile1 и myfile2. Шаблон будет работать пока существует хотя бы один из этих двух файлов.
• [Cc]hange[Ll]og — соответствует файлам с именами Changelog, ChangeLog, changeLog, и changelog. Как вы могли заметить, использование шаблона [] полезно при поиске имен отличающихся регистром букв.
• ls /etc/[0-9]* — вывести список файлов в директории /etc/ имена которых начинаются с цифры.
• ls /tmp/[A-Za-z]* — вывести список файлов в директории /tmp/ имена которых начинаются с буквы (заглавной или прописной)

Конструкция [[] похожа на [], за исключением того что она соответствует единичному символу, не упомянутому между [[ и ]. Например:

• rm myfile[[9] — удалит все файлы, имена которых состоят из слова "myfile" и идущей за ним одной цифрой, кроме файла "myfile9".

Примеры использования

Вот несколько примеров использования шаблонов. Так как bash интерпретирует символы ?, [, ], * как шаблоны замены, необходимо принять меры предосторожности при использовании аргументов содержащих эти символы. Например, если вы хотите создать файл содержащий строку '[fo]*', то следующая команда сделает не то что вы хотите:

Если в вашей рабочей директории найдется один или несколько файлов, имена которых попадают под шаблон '[fo]*', то вы обнаружите в /tmp/mynewfile.txt список их имен, а не строку '[fo]*'. Но как же добиться того чего мы хотели? Первый способ — это взять строку в одинарные кавычки. К строке в одинарных кавычках bash относится как к обычной текстовой строке и не раскрывает символы замены.

После выполнения этой команды ваш файл будет содержать строку '[fo]*' как и ожидалось. Другой способ — заэкранировать спец.символы с помощью обратного слэша (\). Бэкслэш стоящий перед спец.символом сообщает интерпретатору, что этот символ нужно рассматривать как обычный текст а не как шаблон.

Оба предложенных метода (одинарные кавычки и экранирование) дают желаемый результат. Раз уж мы заговорили об экранировании при помощи обратного слэша, стоит сказать, что чтобы указать текстовый символ "\" можно заключить его в одинарные кавычки или написать "\\\" (эта комбинация будет воспринята интерпретатором как обычный одинарный бэкслэш "\")

Заключение

Поздравляю, вы добрались до конца нашего обзора основ линукс! Надеюсь, материал оказался вам полезен. Темы, разобранные в этом пособии, включая основы bash, основные команды linux, ссылки и wildcards являются основой для следующей статьи об основах администрирования, в которой будет рассказано о регулярных выражениях, правах доступа, управлении аккаунтами пользователей и многом другом.

Смотри также

• Bash в примерах. Часть 1.
• Bash в примерах. Часть 2.

Оригинал статьи— http://www.funtoo.org/wiki/Linux_Fundamentals,_Part_1 (eng)