Le shell et les commandes GNU

1. Rôle du shell

Même si toutes les distributions proposent des interfaces utilisateur graphiques, un informaticien professionnel travaillant sur un système Linux doit connaître le fonctionnement de l’interpréteur de commandes (shell) et des principales commandes en mode caractère. D’une part, les systèmes serveurs sont généralement installés sans interface graphique, d’autre part il est indispensable de pouvoir gérer les scripts d’exploitation et d’administration écrits en langage shell et combinant des commandes en mode caractère.

L’interpréteur de commandes permet d’exécuter des instructions saisies au clavier ou lues dans un fichier script. Cet interpréteur est le plus souvent un programme de type shell. Le terme shell (coquille), d’origine Unix, est employé en référence au terme kernel (noyau) : le shell est une interface « autour » du noyau Linux, fonctionnant en mode caractère.

Il existe plusieurs programmes de type shell, chacun disposant de spécificités propres. Le Bourne Shell, du nom de son créateur Steve Bourne, est le shell le plus ancien, écrit pour Unix. Le shell a ensuite été normalisé dans le cadre des normes POSIX.

Le shell de référence de la plupart des distributions Linux est le bash (Bourne Again Shell), mais il en existe de nombreux autres, dont :

2. Bash : le shell Linux par défaut

Le shell bash est un dérivé du Bourne Shell. Il est conforme aux normes POSIX mais il ajoute de nombreuses extensions qui lui sont spécifiques. C’est le shell de référence pour les examens de la certification LPIC-1.

1. Le système de fichiers

Un système de fichiers (File System), définit la structure organisant la gestion des répertoires et fichiers sur tout ou partie d’un support de stockage. L’ensemble des supports de stockage activés (montés) constitue le système de fichiers global qui se présente sous forme d’une arborescence unique, structurée par des répertoires :

Exemple d’arborescence Linux

Le système de fichiers de Linux est hiérarchique. Il décrit une arborescence de répertoires et de sous-répertoires, en partant d’un élément de base appelé la racine (root).

2. Les différents types de fichiers

On distingue trois types de fichiers : ordinaire, répertoire, spécial.

$  file /usr/bin/bash /etc /etc/passwd 
/usr/bin/bash: ELF 64-bit LSB pie executable, x86-64, version 1 (SYSV), 
dynamically linked, interpreter /lib64/ld-linux-x86-64.so.2, BuildID[sha1]=
5d82a44f2a4466ff21f763af86b004d1fcb3a8f1, for GNU/Linux 3.2.0, stripped 
/etc:           directory 
/etc/passwd:    ASCII text 

1. Critères de recherche

Des options permettent de définir les critères de recherche. Ces critères, s’ils sont plusieurs, sont combinés entre eux par un ET (critère1 ET critère2).

1. Présentation

L’éditeur vi sous Linux se nomme vim (vi iMproved). Il est compatible avec vi, mais dispose de fonctionnalités supplémentaires. En général, la commande vi existe mais est associée à l’exécutable de vim.

Syntaxe

vi [options] Fichier [Fichier2 ...] 

vi est un éditeur de textes qui fonctionne en mode caractère (même s’il existe des versions avec interface graphique). Cela permet de l’utiliser depuis un terminal.

2. Fonctionnement

Une fois dans l’éditeur, ce dernier gère trois modes de fonctionnement :

Au démarrage de vi, l’éditeur est en mode commande. Les commandes de vi sont associées à une ou plusieurs touches : a, i, o, yy, p, dw, J, etc. vi distingue les majuscules des minuscules, par exemple les commandes o et O n’ont pas le même effet !

Pour passer du mode commande au mode saisie, il faut exécuter une commande d’ajout ou d’insertion : a, i, o, etc. Pour sortir du mode saisie et revenir en mode commande, il faut utiliser la touche [Echap].

3. Les commandes...

1. Les entrées/sorties standards

Un programme en cours d’exécution dispose de trois fichiers ouverts, un en lecture seule et deux en écriture. Ces trois fichiers constituent les entrées/sorties standards. Ils sont identifiés par le programme grâce à leur numéro de descripteur ou leur nom symbolique, 0 pour l’entrée standard stdin (fichier ouvert en lecture seulement), 1 pour la sortie standard stdout et 2 pour la sortie d’erreur standard stderr (fichiers ouverts en écriture seulement).

Un programme Linux non graphique utilise généralement ces entrées/sorties standard pour communiquer avec l’extérieur :

2. Les entrées/sorties standards par défaut

Par défaut, le shell associe l’écran...

1. Redirection de la sortie standard

Le caractère > permet de rediriger la sortie standard. On spécifie après ce caractère le chemin d’accès du fichier à associer à la sortie standard.

Le shell ouvre en écriture le fichier spécifié, le créant s’il n’existe pas, le vidant de son contenu s’il existe. Il lance ensuite l’exécution de la commande, en associant le fichier à sa sortie standard.

Exemple

Redirection de la sortie standard de la commande ls :

$ ls -l > resultat 
$ cat resultat 
total 24 
-rw-r--r-- 1 pba pba    7 16 mai   12:11 fic1 
-rw-rw-rw- 1 pba pba    0 17 mai   09:39 ficPublic 
lrwxrwxrwx 1 pba pba    4 16 mai   12:10 lien1 -> fic1 
-rw-r--r-- 1 pba pba   27 16 mai   11:53 lien2 
-rw-r--r-- 1 pba pba   27 16 mai   11:50 lien3 
drwxr-xr-x 2 pba pba 4096 16 mai   11:46 paquets 
drwxr-x--- 2 pba pba 4096 17 mai   09:52 rep1 
drwxr-xr-x 2 pba pba 4096 16 mai   08:12 rep2 
-rw-r--r-- 1 pba pba    0 19 mai   14:21 resultat 

La commande n’a rien affiché, elle a écrit ses résultats sur sa sortie standard, c’est-à-dire...

1. Compter des lignes, des mots, des caractères

La commande wc (word count) permet de compter les lignes, les mots et les caractères des fichiers passés en argument, ou des lignes lues sur son entrée standard.

Syntaxe

wc [-l|c|w] [fic1 ... ficN] 

Exemple

$ wc liste 
12 48 234 liste 

Le fichier liste contient 12 lignes, 48 mots et 234 caractères.

Compter le nombre de lignes générées par une commande ls :

$ ls -l | wc -l 
19 

2. Sélection de lignes

Les commandes de type grep (Global Regular Expression Parser) permettent de sélectionner des lignes de textes en fonction de différents critères. Elles peuvent traiter des fichiers dont on leur passe le nom en argument, ou lire les données sur leur entrée standard.

Il s’agit d’extraire des lignes d’un fichier selon divers critères. Pour cela vous disposez de trois commandes : grep, egrep et fgrep qui lisent les données soit depuis un fichier d’entrée, soit depuis leur entrée standard.

grep [Options] modèle [Fichier1...] 

$ cat fic4 
Cochon 
Veau 
Boeuf 
rat 
Rat 
boeuf  

1. Extraction d’une partie d’un chemin d’accès

La commande basename permet d’extraire la partie nom de fichier d’un chemin d’accès de fichier.

Exemple

$ basename /tmp/pba/liste 
liste 

La commande dirname effectue l’inverse, elle extrait la partie chemin d’accès, sans le nom de fichier.

Exemple

$ dirname /tmp/pba/liste 
/tmp/pba 

2. Comparaison de fichiers

Diverses commandes permettent de comparer le contenu de deux fichiers.

diff [-b] fic1 fic2 

$ cat liste 
Produit objet   prix    quantites 
souris  optique 30      15 
dur     30giga  100     30 
dur     70giga  150     30 
disque  zip     12      30 
disque  souple  10      30 
ecran   15      150     20 
ecran   17      300     20 ...

1. Attributs d’un processus

Voici une liste des principaux attributs d’un processus :

1. Les alias

Un alias est un raccourci d’une ligne de commande, déclaré dans le shell courant et n’existant que jusqu’à la fin de la session (c’est pourquoi les alias sont souvent définis dans les fichiers d’initialisation du shell). Il se définit avec la commande alias.

Syntaxe

Alias NomAlias='Ligne de commande' 

Sans argument, la commande liste les alias disponibles.

Exemple

Liste des alias par défaut d’un compte utilisateur d’une distribution RHEL :

$ alias 
alias egrep='egrep --color=auto' 
alias fgrep='fgrep --color=auto' 
alias grep='grep --color=auto' 
alias l.='ls -d .* --color=auto' 
alias ll='ls -l --color=auto' 
alias ls='ls --color=auto' 
alias xzegrep='xzegrep --color=auto' 
alias xzfgrep='xzfgrep --color=auto' 
alias xzgrep='xzgrep --color=auto' 
alias zegrep='zegrep --color=auto' 
alias zfgrep='zfgrep --color=auto' 
alias zgrep='zgrep --color=auto' 

Création d’un alias :

$ alias monls='ls -il' 
$ monls / 
total 28 
    30026...

1. Nom de variable

Un nom de variable obéit à certaines règles :

2. Déclaration et affectation

Une variable est déclarée dès qu’une valeur lui est affectée. L’affectation est effectuée avec le signe =, sans espace avant ou après le signe.

Exemple

var=Bonjour 

3. Accès et affichage

Pour accéder au contenu d’une variable, on place le caractère $ devant son nom. Quand le shell analyse une ligne de commande, il considère comme nom de variable la suite de caractères située entre le $ et le premier caractère ne pouvant figurer dans un nom de variable. Si une variable de ce nom existe, le shell remplace la chaîne $nomvar par son contenu, sinon par une chaîne nulle.

Exemple

Création et utilisation de la variable montmp :

$ montmp=/tmp/pba 
$ cp fic $montmp 
$ ls -l fic /tmp/pba 
-rw-r--r--. 1 pba pba 8 15 mai   16:53 fic 
-rw-r--r--. 1 pba pba 8 22 mai   21:35 /tmp/pba  

La commande env affiche la liste des variables connues du shell courant et de ses processus enfants. La commande set sans argument affiche la liste de toutes les variables connues du shell courant (ainsi que d’autres types d’éléments).

Exemple

La variable créée dans l’exemple précédent est listée par set, pas par env :

$ env 
SHELL=/bin/bash 
HISTCONTROL=gnoredups 
HISTSIZE=1000 
HOSTNAME=srvrh 
PWD=/home/pba 
LOGNAME=pba 
XDG_SESSION_TYPE=tty 
MOTD_SHOWN=pam 
HOME=/home/pba 
LANG=fr_FR.UTF-8  
... 
$ env | grep montmp 
$ set | grep montmp 
montmp=/tmp/pba 

Une variable peut contenir des caractères spéciaux (espace, point-virgule...

1. Fichiers de configuration

Le shell bash peut être lancé dans plusieurs modes :

1. Structure et exécution d’un script shell

Un script shell est un fichier texte contenant des lignes de commandes shell. Lors de son exécution, par un shell, chaque ligne est lue, interprétée et exécutée, comme s’il s’agissait d’une ligne de commande interactive.

Une ligne peut se composer de commandes internes ou externes, de commentaires ou être vide. Plusieurs instructions par lignes sont possibles, séparées par le caractère ; ou liées conditionnellement par && ou ||. Le ; est l’équivalent d’un saut de ligne. On peut également utiliser le caractère & pour exécuter une ligne en tâche de fond.

Avant que le shell n’exécute une ligne de commande, il l’analyse, l’interprète puis, s’il s’agit d’une commande externe, il cherche le chemin d’accès de son fichier exécutable.

Le shell demande alors l’exécution du fichier. Si les permissions d’accès de l’utilisateur associé au shell le permettent (droit x), un nouveau processus est créé pour exécuter le fichier. Dans le cas d’un fichier script, ce processus exécute un shell qui va lire le fichier script ligne à ligne et exécuter chaque ligne dans l’ordre du fichier.

La commande chmod permet de donner le droit d’exécution au propriétaire sur un fichier script.

Syntaxe

$ chmod u+x monscript 

Pour demander l’exécution d’un fichier script, on peut spécifier son chemin d’accès, ou, s’il est placé dans un répertoire référencé par la variable PATH, spécifier son nom.

On peut également le faire exécuter explicitement par un shell enfant, auquel cas le droit de lecture sur le fichier suffit pour l’exécution.

Syntaxe

bash CheminScript 

Exemple

Création et exécution d’un script shell :

$ vi monscript 
echo début de mon script 
date 
who 
echo fin de mon script 
$ ./monscript ...

1. Utilisation