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Cours Systèmes d’exploitation
& Linux
Formation GTI
Septembre 2006
Ahmed Jebali
Plan du cours
1. Linux: Introduction générale 2. Initiation au shell
3. Le système de fichiers 4. Les redirections & pipes 5. La gestion des utilisateurs 6. Les processus
7. Les filtres 8. L’éditeur vi 9. Les scripts
10. 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 = Noyau
Gestion des Entrées/Sorties
Ordonnancement des tâches (scheduleur)
Gestion de la mémoire virtuelle
•Shell
Interprétation des commandes utilisateur
Séquencement entre les programmes
•Application
Ajout et|ou retrait à l’aide de paquets
Développements 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 machine
2. Choisir le système Linux 3. Login : root
4. 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 !")
– ls
liste 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 ls
drwx--- 7 jebali sor 512 Sep 30 17:51 cours1.ps drwxr-xr-x 4 jebali sor 512 Sep 12 2003 xIngenieur drwxr-xr-x 4 jebali sor 1024 Oct 10 2003 xMedianet drwxr-xr-x 14 jebali sor 1024 Sep 28 12:22 xPack
drwx--- 55 jebali sor 1536 May 16 14:48 xPersonnel drwx--- 4 jebali sor 512 Jul 10 2000 xProjet
drwxr-xr-x 3 jebali sor 512 Dec 29 2000 xReunion -rw-r--r-- 1 jebali sor 888 Nov 26 1999 notes.txt drwx--- 2 jebali sor 512 Jan 16 2002 xShrap drwxr-xr-x 4 jebali sor 512 Jul 11 2000 xThese
lrwxr-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 commandes cat nomfichier
more nomfichier wc
grep texte nomfichier head nomfichier
tail nomfichier
Exercice
Ecrire une commande qui calcul le nombre d’occurrence de « 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 –l
drwx--- 7 jebali sor 512 Sep 30 17:51 cours1.ps drwxr-xr-x 4 jebali sor 512 Sep 12 2003 xIngenieur drwxr-xr-x 4 jebali sor 1024 Oct 10 2003 xMedianet drwxr-xr-x 14 jebali sor 1024 Sep 28 12:22 xPack
drwx--- 55 jebali sor 1536 May 16 14:48 xPersonnel drwx--- 4 jebali sor 512 Jul 10 2000 xProjet
drwxr-xr-x 3 jebali sor 512 Dec 29 2000 xReunion -rw-r--r-- 1 jebali sor 888 Nov 26 1999 notes.txt drwx--- 2 jebali sor 512 Jan 16 2002 xShrap drwxr-xr-x 4 jebali sor 512 Jul 11 2000 xThese
lrwxr-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 commandes df
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 votre répertoire de travail
Calculer le nombre de répertoiress et sous-répertoire dans votre répertoire de travail.
L’éditeur vi
Consulter le manuel de la commande vi
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/bash bin: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/sync
shutdown:x:6:0:shutdown:/sbin:/sbin/shutdown halt: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 utilisateurs Organisé en champs :
Le nom du groupe
Mot de passe (non utilisé)
Le numéro du groupe
Champs vide
Champs description
Liste 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
Endormi
Sleeping S
Fin et destruction Running R
Exécutable : dans la file de l’ordonnanceur En exécution : sur le processeur
Endormi : 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
commande exécutée
terminal associé
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 processus de 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
