Begriffserklärung: Shell, Terminal, etc.

Eine “Shell” ist ein Programm, das Befehle vom Benutzer entgegennimmt, das Betriebssystem veranlasst, den Befehl auszuführen, und das Ergebnis an den Benutzer zurückgibt.

(Ein ausgeführter Befehl ist ebenfalls ein Programm.)

Im CIP-Pool wird standardmäßig die Shell “Bash” verwendet (es gibt auch andere).

Ein “Terminal” ist ein Gerät, mit dem man Befehle eingeben und die Ergebnisse betrachten kann.

(Weiterführende Informationen z. B. hier und hier.)

(Bild: Wikipedia)

Heutzutage ist mit “Terminal” meistens auch ein Programm mit grafischer Benutzeroberfläche gemeint (genaugenommen handelt es sich um einen “Terminal-Emulator”).

Befehle in einem Terminal ausführen

Es wird eine Eingabeaufforderung angezeigt (“Prompt”), z.B.:

me119@physik5:~$

Hinter dem $ kann man einen Befehl eingeben und mit der Eingabetaste ausführen. Nachdem der Befehl zu Ende ausgeführt ist, wird wieder ein neuer Prompt angezeigt.

Vor dem $ werden bestimmte Informationen angezeigt, z.B.:

• Name des angemeldeten Benutzers
• Name des Rechners, auf dem man angemeldet ist
• aktuelles Verzeichnis

Für Experten: Wie der Prompt genau aussieht, kann man konfigurieren (Anleitung).

Durch Eingabe von exit oder Strg-D beendet man das Terminalfenster.

$ ls

Pfade

Wo sich Dateien oder Verzeichnisse befinden, wird durch Pfade angegeben.

Im Bild oben ist der absolute Pfad zur Datei “bomber”: /usr/games/bomber

(“sys”, “tmp” und “usr” sind in / enthalten, also in der höchsten Hierarchieebene.)

Es gibt relative Pfade, die von einem anderen als dem Wurzelverzeichnis ausgehen.

z.B. ist der relative Pfad von “usr” aus betrachtet zu “bomber”: games/bomber (ohne / am Anfang!)

Inhalt von Verzeichnissen betrachten

Jeder Benutzer hat ein eigenes “Home”-Verzeichnis. In diesem “startet” man, wenn man ein Terminal öffnet.

Der Befehl ls gibt den Inhalt des aktuellen Verzeichnisses aus:

$ ls
Arbeitsfläche  Bilder  Dokumente  Downloads  Mail  Musik

Dateien und Verzeichnisse, deren Namen mit . beginnen, werden nicht angezeigt. Sie sind “versteckt” (meistens enthalten sie Einstellungen für verschiedene Programme).

Um auch die versteckten Dateien und Verzeichnisse zu sehen, gibt es den Befehl ls -a:

$ ls -a
.              Bilder
..             .cache
.allread       .config
.aptitude      .dbus
Arbeitsfläche  Dokumente
.bash_history  Downloads
.bashrc                     (etc.)

-a ist eine der vielen Optionen für den Befehl ls. Eine weitere Option ist -l. Sie können auch kombiniert werden, z.B.: ls -la

Hinweis: Es ist wichtig, an welcher Stelle ein Leerzeichen steht, und an welcher Stelle nicht!

Zum Beispiel wäre ls - a falsch, genauso wie ls-a oder ls- a!

Erklärung: Der eingegebene Befehl wird durch Leerzeichen von der Shell in den eigentlichen Namen des Befehls und die sogenannten Argumente aufgeteilt.

z.B. wäre ls -ltr Downloads ein Aufruf des Befehls ls mit den zwei Argumenten

• -ltr und
• Downloads.

Das Argument -ltr wird wiederum vom Befehl ls als Kombination der drei Optionen l, t und r aufgefasst.

Einschub: Hilfe bekommen

Wie ls haben meisten anderen Befehle auch Optionen.

Mit man Befehl bekommt man die “Bedienungsanleitung” für den Befehl.

• um darin zu navigieren: u/d (oder Pfeiltasten)
• zum Beenden: q
• um einen Begriff zu suchen: / eingeben, den Begriff eingeben, Eingabetaste

(Für manche Befehle funktioniert man nicht. Stattdessen gibt es dann evtl. help)

Im Dateisystem navigieren

Mit pwd bekommt man den absoluten Pfad zum aktuellen Verzeichnis (“Arbeitsverzeichnis” → print working directory).

$ pwd
/u/ziti/me119

Mit cd wechselt man das Verzeichnis:

• cd wechselt ins eigene Homeverzeichnis
• cd Pfad wechselt in das Verzeichnis mit dem angegeben Pfad (absolut oder relativ vom aktuellen Verzeichnis)

Wie man mit ls -a sieht, gibt es zwei spezielle Einträge in jedem Verzeichnis: . und ..

Sie bezeichnen jeweils das aktuelle und das übergeordnete Verzeichnis (in dem das aktuelle enthalten ist).

Also:

• cd . bleibt im aktuellen Verzeichnis
• cd .. wechselt ins übergeordnete Verzeichnis

Das eigene Homeverzeichnis hat auch den Namen ~. Mit cd ~/Downloads wechselt man also in das eigene “Downloads”-Verzeichnis, egal wo man sich gerade befindet.

Tipp: cd - wechselt in das Verzeichnis, in dem man vorher war.

Verzeichnisse anlegen

$ mkdir tools_linux
$ mkdir tools_linux/backups

Dateien kopieren und verschieben

Dateien und Verzeichnisse löschen

Logischerweise gilt hier immer Vorsicht.

rm Name löscht eine Datei mit dem angegebenen Namen.

rmdir Verzeichnis löscht das angegebene Verzeichnis. Es muss leer sein.

Für Experten: rm -r löscht Verzeichnisse samt Inhalt.

Übung

• Lade die Datei science.txt ins eigene “Downloads”-Verzeichnis herunter (Rechtsklick → speichern unter…).

• Lege im Homeverzeichnis ein neues Verzeichnis tools_linux an, und darin ein Verzeichnis backups.

• Kopiere die Datei science.txt aus dem Downloads-Verzeichnis nach tools_linux.

• Erzeuge eine Sicherungskopie der Datei in backups, mit dem Namen science.bak.

Test: ls -R ~/tools_linux muss jetzt folgende Ausgabe erzeugen (abgesehen von unterschiedlichen Namen des Homeverzeichnisses):

$ ls -R ~/tools_linux
/u/ziti/me119/tools_linux:
backups  science.txt

/u/ziti/me119/tools_linux/backups:
science.bak

• Lösche die Datei science.txt in tools_linux.

• Nutze die Sicherheitskopie unter backups, um die ursprüngliche Datei wieder herzustellen.

Inhalt von Dateien betrachten

In Dateien suchen

$ grep '\<in\>' science.txt

Beispiel

cat Datei gibt, wie anfangs gezeigt, den Inhalt der Datei auf stdout aus.

cat (ohne Argument) schien zu “hängen”. Die Erklärung: cat liest jetzt Daten von stdin anstatt einer Datei – also von der Tastatur!

Übung:

• Führe den Befehl cat aus. Beobachte, wie Eingaben von der Tastatur wieder von cat auf dem Bildschirm ausgegeben werden. Schließe mit Strg-D ab (signalisiert dem Prozess: Ende der Eingabe).

Ausgabe umleiten

Die Standardausgabe eines Prozesses kann man mit > in eine Datei umleiten.

• Führe den Befehl cat >fruechte1.txt aus. Gib nacheinander folgende Zeilen ein (Eingabetaste nach jeder Frucht) und schließe mit Strg-D ab:

  Birne
  Banane
  Apfel

  Jetzt wird die Ausgabe von cat nicht mehr auf dem Bildschirm angezeigt, sondern landet in der Datei fruechte1.txt.

  (Vorsicht: Hätte die Datei schon existiert, würde sie so überschrieben)

• Erzeuge auf diese Weise eine Datei fruechte2.txt mit einer Frucht pro Zeile: Orange, Pflaume, Mango, Grapefruit.

Anstatt die Zieldatei zu überschreiben, kann man die Ausgabe des Programms auch mit >> ans Ende der Datei anhängen.

• Füge auf diese Weise folgende Zeilen zu fruechte1.txt hinzu: Pfirsich, Traube, Orange.

• Schreibe den Inhalt von von fruechte1.txt und fruechte2.txt gemeinsam in eine Datei fruechte.txt (mit einem einzelnen Befehl).

Eingabe umleiten

Die Standardeingabe eines Prozesses kann man mit < von einer Datei anstatt der Tastatur nehmen.

(Schwierig, ein gutes Beispiel zu finden, da die gezeigten Befehle sowieso aus einer angegebenen Datei lesen. Der Vollständigkeit halber ist es aber hier aufgeführt.)

Beispiel: sort gibt die Zeilen von stdin sortiert wieder auf stdout aus.

Um die Früchte aus fruechte.txt alphabetisch sortiert auszugeben:

$ sort <fruechte.txt

(sort fruechte.txt wäre in diesem Fall genauso gut)

Man kann auch beides kombinieren:

$ sort <fruechte.txt >fruechte_sortiert.txt

Prozesse verketten

Beispiel: Der Befehl who gibt eine Liste aller momentan eingeloggten Benutzer aus.

Um eine sortierte Liste davon zu bekommen, könnte man folgende Befehle benutzen:

$ who >benutzer.txt
$ sort <benutzer.txt

Aber die Datei benutzer.txt ist in diesem Fall eigentlich überflüssig. Mit einer “Pipeline” kann man das vereinfachen, indem man die Ausgabe von who direkt an die Eingabe von sort anschließt:

$ who | sort

(| bekommt man auf der deutschen Tastatur mit Alt Gr und der Taste links von y, auf der auch < und > sind.)

Tipp: Häufig gebrauchter Anwendungsfall: Die lange Ausgabe eines Programms in less “pipen”:

$ who | sort | less

Übung

• Benutze eine Pipeline mit wc -l um herauszufinden, wieviele Benutzer gerade eingeloggt sind. (Hinweis: wenn ein Benutzer mehrfach eingeloggt ist, wird er auch mehrfach mitgezählt. Es geht aber nur darum, die Verkettung mehrerer Prozesse zu verdeutlichen.)

• sort -u eliminiert doppelt vorkommende Zeilen. Benutze eine Pipeline, um herauszufinden, wieviele verschiedene Früchte in fruechte.txt stehen.

• Wieviele verschiedene Früchte mit einem “p” im Namen stehen in fruechte.txt?

Jobs

jobs zeigt eine Liste der aus der Shell gestarteten Programme an. Jedem ist eine Jobnummer zugewiesen, die man mit bg Jobnummer oder fg Jobnummer benutzen kann, wenn man einen bestimmten aus mehreren Prozessen auswählen will.

Prozessliste

ps zeigt ebenfalls eine Liste der gestarteten Prozesse an, aber mit mehr Informationen. Jedem Prozess ist eine eindeutige Nummer (PID) zugewiesen. Die Shell selbst wird dort auch angezeigt (bash), sowie ps.

ps -A zeigt eine Liste aller gestarteten Prozesse auf dem System an, auch von anderen Benutzern.

Wenn ein Programm nicht mehr reagiert und sich nicht mit Ctrl-C abbrechen lässt, kann man es mit dem Befehl kill PID beenden.

Mit htop bekommt man eine übersichtlichere Darstellung aller Prozesse. Mit u kann man die Prozesse eines bestimmten Benutzers auswählen.

Alle Prozesse bilden auch eine Baumstruktur: Jeder Prozess wird von einem anderen Prozess gestartet (z.B. ein Befehl durch eine Shell, diese wiederum vom Terminal). Wenn ein Prozess abgebrochen wird, werden auch alle “Kinder” beendet.

Manchmal kann auch kill einen Prozess nicht beenden. Dann hilft meistens kill -9.

Zugriffsrechte ändern

Mit dem Befehl chmod kann der Eigentümer der Datei die Zugriffsrechte ändern.

Beispiele:

$ chmod go-rwx Datei

• go: Gruppe (group) und andere (others)
• -: Entferne Berechtigung
• rwx: alle drei Berechtigungen

$ chmod u+rw Datei

• u: Eigentümer (user)
• +: Erteile Berechtigung
• rw: Lesen und Schreiben

Die “Ausführen”-Berechtigung des Eigentümers (user) bliebe unverändert.

Übung

• Ändere mit chmod die Zugriffsrechte auf die Datei science.txt und prüfe mit ls -l science.txt das Ergebnis.

du (disk usage)

Falls man sein Speicherplatzkontingent im CIP-Pool erschöpft hat, ist es hilfreich, herauszufinden, wie man am einfachsten Platz schaffen kann.

du Verzeichnis gibt rekursiv die Größen aller im Verzeichnis enthaltenen Dateien an. Das ist meistens nicht sehr hilfreich.

du -s Verzeichnis gibt die Gesamtgröße des Verzeichnisses an.

Die Option -h (human readable) ändert die Größenangabe von “Anzahl Bytes” zu einer sinnvollen Einheit (Megabytes, etc.).

Als Kompromiss: Rekursionstiefe begrenzen mit --max-depth.

Beispiel:

$ du -h --max-depth=1 ~

Tipps: Ausgabe an sort weitergeben (sort hat auch eine Option -h).

find

Kann Dateien und Verzeichnisse anhand verschiedener Kriterien innerhalb des angegebenen Verzeichnisses finden.

$ find ~ -name '*.txt'

$ find ~ -size +1M

SSH

Mit SSH (Befehl: ssh) kann man sich über ein Netzwerk (Internet) auf einem anderen Linux-Rechner einloggen. Zum Beispiel von zuhause im CIP-Pool:

$ ssh me119@physik5.kip.uni-heidelberg.de

Mit der Option -X kann auch die grafische Oberfläche vom Zielrechner auf den eigenen Rechner umgeleitet werden! (z.B.: firefox oder gedit von der Shell des Zielrechners aus starten) Allerdings ist das meistens ziemlich langsam.

Auch Dateien können mit scp zwischen Rechnern kopiert werden:

$ scp me119@physik.kip.uni-heidelberg.de:tools_linux/science.txt .

Kopiert die Datei science.txt auf den heimischen Rechner (ins aktuelle Verzeichnis .).