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Cours Systèmes d’exploitation& Linux

Formation GTI

Septembre 2006

Ahmed Jebali

Plan du cours1. Linux: Introduction générale2. Initiation au shell3. Le système de fichiers4. Les redirections & pipes5. La gestion des utilisateurs6. Les processus7. Les filtres8. L’éditeur vi 9. Les scripts10.Fonctions avancées

Logiciel Libre

Liberté d’utiliser le logiciel pour n’importe quelle utilisation

Liberté d’étudier le fonctionnement du logiciel et de l’adapter à ses besoins

Liberté de redistribuer des copies du logiciel

Liberté d’améliorer le logiciel et de distribuer publiquement ces

améliorations pour le bénéfice de toute la communauté

Pourquoi utiliser les logiciels libres ?

•C’est le domaine des technologies de l’information qui possède une histoire cohérente et continue

•Ce sont les systèmes alternatifs qui permettent une analyse comparative critique

•C’est un moyen d’acquérir des outils et des méthodes originales

•C’est un moyen de s’approprier les nouvelles technologies de façon autonome et indépendante

Définir Linux

• Propriétés– multi-tâches :– multi-utilisateurs :– multi-postes :– Outils / logiciels gratuits– Environnement de développement– Libre (et gratuit) !! :

• Ouverture/Fermeture d’une session– Travailler sous Linux implique une connexion au système– Login:

• Identification de l’utilisateur: login + mot-de-passe• droits accordés par le super-utilisateur (root)

– Logout:• procédure de sortie• commande “logout” dans la console

Concepts de base

•Kernel = NoyauGestion des Entrées/SortiesOrdonnancement des tâches (scheduleur)Gestion de la mémoire virtuelle

•ShellInterprétation des commandes utilisateurSéquencement entre les programmes

•ApplicationAjout et|ou retrait à l’aide de paquetsDéveloppements modulaires pour partager les bibliothèques entre applications

L’histoire…

Linux est le petit fils de Unix

Voir « Unix history »

La première fois !• Une fois connecté, le système nous connaît,

ouvre une session à notre nom et attend nos instructions via un programme spécial:

• Le Shell = interpréteur de commandes– interface utilisateur “de base” (interlocuteur avec le syst.)– interprétation ligne à ligne– plusieurs shells: sh, csh, tcsh, bash, ksh, zsh, ...– configurable: fichiers d’environnement (commençant par un “.”)

• “.login”• “.logout”• “.bashrc”

– langage de programmation

• shell par défaut : bash

Les utilisateurs et les groupes

• Linux est multi-utilisateurs

• Chaque utilisateur a un login = nom identifiant unique

• Un utilisateur particulier : root

• Rôle du root :

– Administrer la machine

– Configurer les comptes utilisateurs

– Résoudre les problèmes systèmes

• Les utilisateurs sont organisés dans des groupes– s’ils partagent les mêmes fichiers

– S’ils ont les mêmes responsabilités

– S’ils appartiennent au même service

Procédure de login

1. Démarrer la machine2. Choisir le système Linux3. Login : root4. Passwd :

Initiation au shell

• Format général des commandes:

commande [-option(s)] [argument(s)]

Exemple : ls –a *.txt

Exemples

– date– touch fic crée un fichier fic

– hostname– whoami

affiche le nom de login de l’utilisateur connecté

– echo affiche un message (echo "bonjour !")

– lsliste le contenu d’un répertoire

– man <cde>manuel en ligne de la commande <cde>

Exercice

1. Chercher la page manuelle de la commande ls

2. Tester les différentes options ( -R)

3. Tester ces mêmes options sur l’argument /

Sortie de lsdrwx------ 7 jebali sor 512 Sep 30 17:51 cours1.psdrwxr-xr-x 4 jebali sor 512 Sep 12 2003 xIngenieurdrwxr-xr-x 4 jebali sor 1024 Oct 10 2003 xMedianetdrwxr-xr-x 14 jebali sor 1024 Sep 28 12:22 xPackdrwx------ 55 jebali sor 1536 May 16 14:48 xPersonneldrwx------ 4 jebali sor 512 Jul 10 2000 xProjetdrwxr-xr-x 3 jebali sor 512 Dec 29 2000 xReunion-rw-r--r-- 1 jebali sor 888 Nov 26 1999 notes.txtdrwx------ 2 jebali sor 512 Jan 16 2002 xShrapdrwxr-xr-x 4 jebali sor 512 Jul 11 2000 xTheselrwxr-xr-x 1 jebali sor 17 Apr 11 2002 yoko -> /home/yoko/

Shell : les méta-caractères

• Caractères spéciaux:

! ^ * ? [] \ ; & < > | >>

• L'astérisque ou étoile: *– interprété comme toute suite de caractères alphanumériques– utiliser avec précaution (commande rm par ex...)

• Le point d’interrogation: ?– remplace 1 seul caractère alphanumérique

Shell : les méta-caractères

• Caractères spéciaux:

! ^ * ? [] \ ; & < > | >>

• Le point-virgule: ;– Séparateur de commandes

• Les crochets: []– Remplace un caractère choisi parmi ceux énumérés entre les

crochets – [a-Z] : les lettres

Exercice

Ecrire une commande qui affiche les fichiers dont le nom

1. se compose de 4 caractères

2. se compose de deux caractères ou plus

3. se compose de de deux caractères séparés par un -

Les variables d’environnement

La commande env affiche les variables d’environnement

La plupart servent à configurer l’environnement utilisateur

export Nomvariable=valeur affecte valeur à la variable

echo $Nomvariable affiche la valeur de la variable

Variables d’environnement

La variable PS1 contient le « prompt » = l’invite de commande

\d pour ajouter la date\t pour ajouter l'heure\u pour ajouter le nom de l'utilisateur\r pour un retour à la ligne\w pour ajouter le chemin complet du répertoire courant\W pour ajouter le répertoire courant\h pour ajouter le nom de la machine

Exercice : changer le contenu de cette variable

Exercice

Ecrire une commande qui affiche

1. La variable d’environnement contenant le chemin des exécutables

2. Deux variables d’environnements de votre choix

3. Les fichiers dont le nom est le contenu d’une variable d’environnement que vous avez créé à l’avance, et avec une extension.numéro (exemple fic.9)

Forme générale des commandes

Entrée standard (clavier)

Sortie standard (écran)

Sortie d’erreur (écran…)

Commande

Exemple

Lancer la commande sort Donner des noms de villes par exemple Finir par Ctr-d Observer le résultat

Mécanisme de redirection

< nomfic prend comme entrée nomfic > nomfic envoyer la sortie de la commande dans ce fichier >> ajouter la sortie au fichier

Faire le test avec les commandes que vous connaissez

Exercice

Ecrire une commande qui stocke les informations Propres au système dans un fichier nommé sysinfo Propres à l’utilisateur dans le fichier userinfo

Ces informations sont récupérées soit dans les variables d’environnement soit avec des commande que vous connaissez.

Les tubes/pipes

Entrée standard

Sortie standard

Sortie d’erreur

Commande

Sortie standard

Sortie d’erreur

Exemple : ls | sort

AltGr-6

Exercice

Ecrire une commande qui ordonne dans l’ordre inverse Les variables d’environnements Le contenu d’un fichier de noms de pays

Commandes

Chercher dans le manuel ces commandescat nomfichiermore nomfichierwc grep texte nomfichierhead nomfichiertail nomfichier

Exercice

Ecrire une commande qui calcul le nombre d’occurrencede « Paris » dans un fichier de noms de villes.

Les scripts

• Des utilitaires écrits avec des commande du shell.

• Interprétés directement en shell

• Gère l’interactivité avec l’utilisateur

• Commence par #!/bin/shellutilisé

• Ne pas oublier le droit exécution !

Système de fichiers

• Implanté sur une partition du disque

• Structuré en répertoire

• La racine est /

Exo :

cd /

ls/bin/etc /usr

/

Arborescence de Linux

• / la racine– /bin

– /usr

– /root

– /lib

– /etc

– /home

– /dev

– /var

– /mnt

– /boot

– /sbin

Commandes du FS

• Répertoires

• mkdir nom-de-répertoire Création d'un répertoire

• rmdir nom-de-répertoire Suppression d'un répertoire vide

• mv répertoire répertoire-d'accueil déplacement

• mv répertoire nouveau-nom

• Fichiers

• touch mon-fichier création d'un fichier vide

• more mon-fichier visualisation d'un fichier par page

• rm mon-fichier suppression

• mv mon-fichier répertoire déplacer

• mv mon-fichier nouveau-nom renommer

• cp nom-fichier répertoire-d'accueil/autre-nom copie

• file mon-fichier type de fichier

Sortie de ls –ldrwx------ 7 jebali sor 512 Sep 30 17:51 cours1.psdrwxr-xr-x 4 jebali sor 512 Sep 12 2003 xIngenieurdrwxr-xr-x 4 jebali sor 1024 Oct 10 2003 xMedianetdrwxr-xr-x 14 jebali sor 1024 Sep 28 12:22 xPackdrwx------ 55 jebali sor 1536 May 16 14:48 xPersonneldrwx------ 4 jebali sor 512 Jul 10 2000 xProjetdrwxr-xr-x 3 jebali sor 512 Dec 29 2000 xReunion-rw-r--r-- 1 jebali sor 888 Nov 26 1999 notes.txtdrwx------ 2 jebali sor 512 Jan 16 2002 xShrapdrwxr-xr-x 4 jebali sor 512 Jul 11 2000 xTheselrwxr-xr-x 1 jebali sor 17 Apr 11 2002 yoko -> /home/yoko/

Type de fichiers

• - fichier normale

• d : répertoire (directory)

• b : bloc, fichier spécial mode bloc

• c : caractère, fichier spécial mode caractère

• l : lien symbolique

• p : fichier pipe

• s : socket

Droits• Organisé en trois lots• Droits utilisateur, du groupe, des autres• Exo ls –l• R: read lire• W : write écrire• X : execute exécution• Attention signification différente selon fichier ou

répertoire

Changer les droits d’accès

• chmod [droit] nomfichier• Les droits sont exprimés par

ugo+/-rwx

Exercice :

changer les droits de vos fichiers

Enlever le droit de lecture pour le propriétaire

Et voir si vous pouvez afficher son contenu

Droits en octal

• Exprimer les droits avec les chiffres

• 0 pas de droits

• 1 pour - - x

• 2 pour - w –

• 3 pour – wx …

• Exemple :

Droits d’accès sur les répertoires

• x : travaerser avec la commande cd

• r : lister le contenu avec ls

• w : écriture, donc supprimer aussi des fichiers

Gestion de l’espace de stockage

Consulter le manuel des commandesdf du

Les inodes

• Comment les voir : ls –li

• C’est quoi ?– Un numéro qui renvoie sur une structure dans

une table d’inodes– Information : nom, taille, date, permission,

Les montages : introduction

• Tout appartient à /

• Chaque périphérique est monté sur un répertoire appartenant à /

• Comment faire : avec la commande mount

• mount /dev/periph /mnt/repertoire• Puis on peut naviguer dans /mnt/repertoire

Exercice

Calculer le nombre de fichiers et de répertoire dans votrerépertoire de travail

Calculer le nombre de répertoiress et sous-répertoire dans votrerépertoire de travail.

L’éditeur vi

Consulter le manuel de la commandevi

vi est un éditeur de texte basique.

D’autres éditeurs de texte sont utilisés comme pico.

Gestion des utilisateurs

• Un utilisateur privilégier : root

• Appartient au groupe root

• Et les autres !

Identification

• Uid : user identificateur numéro d’identification de l’utilisateur– Pour le root c’est 0

• Gid : Group identificateur numéro d’identification du groupe– Pour le root c’est 0

Gestion des utilisateurs

• La commande useradd

• Comportement par défaut de la commande– Ajoute un utilisateur au système– Lui créer un groupe du même nom– Crée un répertoire dans /home/ avec ce nom– Copie /etc/skel/* dans /home/nom-utilisateur

Exercice

• man useradd– Explorer les différentes options– Combiner plusieurs options

Attribution d’un mot de passe

• Avec la commande passwd nomutilisateur

• Demande de confirmation

• Vérification de la robustesse du mot de passe

Supprimer un utilisateur

• Avec la commande userdel

• Avec l’option –r on supprime aussi son répertoire

Le fichier /etc/passwd

Extrait du fichier :root:x:0:0:root:/root:/bin/bashbin:x:1:1:bin:/bin:daemon:x:2:2:daemon:/sbin:adm:x:3:4:adm:/var/adm:lp:x:4:7:lp:/var/spool/lpd:sync:x:5:0:sync:/sbin:/bin/syncshutdown:x:6:0:shutdown:/sbin:/sbin/shutdownhalt:x:7:0:halt:/sbin:/sbin/halt

Le fichier /etc/passwd

• Les champs :– Nom utilisateur

– Mot de passe : codé, ou x donc dans /etc/shadow, ou !! Interdit de connexion

– UID

– GID

– Libre : nom et prénom, adresse…

– Le répertoire de connexion

– Le shell

Le fichier /etc/shadow

• Contient les mots de passe cryptés• Champ :

– Nom utilisateur

– Mot de passe

– Dernière date de modification

– Min nombre de jour avant le quel le pass peut être changé

– Max nombre de jour après lequel le pass doit être changé…

Le fichier /etc/group

Contient la description des groupes des utilisateursOrganisé en champs :

Le nom du groupeMot de passe (non utilisé)Le numéro du groupeChamps videChamps descriptionListe des membres

Manipulation des groupes

• La commande groupadd

• groupdel

• groupmod

Exercice

• Noter les droits des fichiers– /etc/passwd– /etc/shadow– /etc/group

Exercice

• Créer « manuellement » un utilisateur

• Attention aux manipulations !

• Démarche :– Éditer passwd shadow group– Créer /home/user– Copier /etc/skel– Changer le propriétaire et le groupe

Connexion et profil des utilisateurs

• À la connexion /etc/profile puis /home/user/.profile

• Sur Linux :– Si /etc/profile– Si /home/user/.bash_profile existe, il est exécuté

• Sinon si /home/user/.bash_login existe il est exécuté– Sinon si /home/.profile existe il est exécuté

• Cas particulier : Mandrake .bash_profile appelle .bashrc qui appelle /etc/bashrc

Exercice

• Changer l’environnement de l’utilisateur en agissant sur ces fichiers

Les processus

• Définition : un processus est un programme dont l’exécution est en cours.

• Un programme existe d’abord sous forme de fichier exécutable

• Il est ensuite chargé en mémoire puis exécuté -> donc devient processus

• Un même programme peut être exécuté plusieurs fois (cas de /bin/bash)

• Time sharing : méthode de partage du temps processeur entre les processus en time slice (= 5ms)

États d’un processus Linux

Exécutable En exécution

EndormiSleeping S

Fin et destruction

Running R

Exécutable : dans la file de l’ordonnanceurEn exécution : sur le processeurEndormi : attend un événement (clavier, communication, sémaphore)Zombi : un processus terminé, mais son père n’est pas informé

Création

Un peu de code noyau

volatile long state;

#define TASK_RUNNING 0

#define TASK_INTERRUPTIBLE 1

#define TASK_UNINTERRUPTIBLE 2

#define TASK_ZOMBIE 4

#define TASK_STOPPED 8

Caractéristique d’un processus

• Le PID : Process Identifier, numéro identificateur du processus

• Ce numéro est attribué par le noyau de façon unique par processus

• Renvoie vers une table de processus gérée par le noyau

Linux : Gestion des Processus

•Au démarrage le processus init est créé•init crée tous les autres processus qui sont ses fils•La commande ps nous permet de voir les processus créés

init

syslogd crond ….

La commande ps

• Infos retournées par ps:[jebali:~] ps PID TT TIME COMMAND 3899 p1 0:00.08 -zsh 4743 p1 0:00.14 emacs 4180 std 0:00.04 -zsh

numéro de processus

temps CPU utilisé

commandeexécutée

terminalassocié

Autres informations avec ps

• ps –alx• UID : numéro de l’utilisateur• PID : numéro du processus• PPID : numéro du processus père• PRI : priorité du processus fixée par le système• NI(CE) : facteur influençant la priorité• STAT : état du processus• TTY : le terminal auquel le processus est rattaché

Exercice

• Exécuter ps –alx

• Retrouver l’arbre généalogique de votre processus bash

• bash a-t-il des fils ? lesquels ?

Exercice

Ecrire une commande qui calcule le nombre de processusde l’utilisateur root

Arbre des Processus

• Infos retournées par pstree (-a):init-+-ahc_dv_0 |-crond |-cupsd |-devfsd |-keventd |-khubd |-kinoded |-klogd |-ksoftirqd_CPU0 |-kswapd |-kupdated |-lockd |-mdrecoveryd |-6*[mingetty] |-10*[mysqld_safe---mysqld---mysqld---mysqld] |-8*[nfsd] |-ntpd |-portmap

Une vue dynamique de l’exécution des processus : top

• top : affiche en boucle les processus du système (fréquence 1s)

• On interagie avec top en appuyant sur une touche :– h aide– u nomutilisateur : que les processus de

l’utilisateur– …

Priorités

• Chaque processus a une priorité d’exécution

• Sous Linux les priorités vont de –20 à 19

• Plus la valeur est grande plus la priorié est petite

• La commande nice affecte la priorité

• #>nice –5 find / -name *.c 

Avant plan et tâche de fond

• Avant plan : on tape la commande ou le nom du programme, on n’a pas la main sur le terminal, on attend que la commande fini

• Tâche de fond ou en arrière plan : on lance la commande ou le programme puis on a la main sur le terminal de suite

• Comment ? Avec le signe & à la fin de la commande

• Typiquement, les serveurs tournent en tâche de fond

Passage avant - arrière plan

• Suspendre le processus en avant plan Ctrl-z

• bg pour redémarrer le processus et arrière plan

• fg pour passer le processus de l’arrière plan à l’avant plan

• jobs connaître les processus en arrière plan

Les signaux

• Un signal est un événement logiciel envoyé à un processus

• Envoyé par le noyau, l’utilisateur, un autre programme

• kill –l liste tous les signaux, désignés par un nom auquel correspond un numéro

Les signaux•Chaque processus peut recevoir des signanux•Chaque signal a une signification particulière•Pour envoyer un signal on utilise la commande kill•Exemple kill –9 2345

Nom du signal Numéro Description

SIGINT 2 touche Ctrl-C, termine le processus

SIGKILL 9 arrêter tout programme car il ne peut être géré différemment que le comportement par défaut. L'arrêt du programme est brutal.

SIGTERM 15 Arrête le processus, mais permet d’effectuer des opérations avant l’arrêt.

SIGCHLD 17 Informe le père de la mort de son fils

La commande trap

• Permet de modifier la réaction d’un processus via-à-vis d’une commande

• À la réception d’un signale permet :– De l’ignorer– D’exécuter une commande particulière– De restaurer le comportement par défaut

Exemples

• Ignorer les signaux 2 et 3– trap ‘’ SIGINT SIGQUIT

• Exécuter une commande– trap ‘echo signal recu’ SIGINT

• Restaurer le comportement par défaut– trap - SIGINT