Linux e la shell Bash

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1 Fondamenti di Sistemi Operativi Linux e la shell Bash I link Hard link e soft link Il comando ln Redirezione dell I/O Concatenamento di comandi: la pipeline Visualizzazione ed editing di file I comandi: echo, cat, more, less Filtri I comandi: sort, head, tail, uniq, wc, cut, diff Esercizi G. Piscitelli - M. Ruta - A. Cinquepalmi Testi di riferimento: Linux e la shell Bash e la shell Bash.pdf La shell Bash Comandi shell Bash 1

2 Link 1/3 Tutti gli elementi all interno di un file system GNU/Linux sono gestiti e rappresentati tramite gli inode Un inode (index node) è una struttura di controllo che contiene tutte le informazioni di cui il SO ha bisogno per gestire il file corrispondente Ogni file è controllato da esattamente un inode, e viceversa. Ogni inode è identificato mediante un numero univoco all'interno del dispositivo, mediante cui il file viene associato all'inode corrispondente Un cilindro è organizzato in inode e data-blocks 2

3 Link 2/3 Un i-node è un contenitore di metadati che memorizza la maggior parte delle informazioni restituite dal comando stat e i puntatori ai data block, in cui viene memorizzato il contenuto di un file. All aumento delle dimensioni del file può corrispondere un aumento dei data block allocati per il file. 3

4 Link 3/3 Il data block di una directory viene detto directory block e contiene, per ogni file contenuto nella directory, una directory entry (#i-node, filename) contenente il nome del file e il numero di i-node ad esso associato. Un riferimento ad un file è detto link Ogni file può avere un numero qualsiasi di link. UNIX ha due tipi di link: hard link e soft link. Entrambi possono essere creati con il comando ln. 4

5 Hard link 1/2 Un hard link è un puntatore all'i-node di un file esistente. Non viene creato un nuovo file ma solo un directory-entry (inode#, nome_file) nella directory contenente il nuovo collegamento. Un hard link eredita tutte le informazioni associate all'i-node del file originale e non c'è più modo di distinguere tra l'hard link e il file originale. Le directory hanno un numero di link almeno pari a 2: un puntatore è memorizzato nella voce corrispondente contenuta dalla directory "padre"; un puntatore è contenuto nella stessa directory verso ".". Un (possibile) ennessimo link è quello dato da ".." La maggior parte di implementazioni UNIX moderne non consente di creare ulteriori hard link a directory. Questo limite viene imposto per evitare ricorsioni infinite nel tentativo di attraversare un albero che parte da un hard link che punta alla propria directory padre. 5

6 Hard link 2/2 Non è possibile effettuare un hard link con un file memorizzato su una partizione diversa da quella della directory in cui lo si vuole creare. Ogni volta che si crea un hard link ad un file, il link count per il file si incrementa di 1. Quando il comando rm riceve come argomento un hard link, il sistema decrementa il link count (nell i-node del file) di 1. Se il link count (così decrementato) non è 0, il sistema rimuove solo la directory entry del file cancellato. Il contenuto del file e altre directory entry per quel file (hard link) rimangono inalterati. Se il link count (così decrementato) è 0, il sistema rimuove la directory entry per quel file, libera l -inode del file e dealloca i data block che contenevano il file. La cancellazione di un file non implica automaticamente che l inode corrispondente venga liberato: ciò avverrà unicamente se non sono presenti altri hard link che puntanto a tale inode. 6

7 Soft link o symbolic link Un soft link (o symbolic link) corrisponde ad un file che contiene, all interno dell unico data block ad esso associato, il percorso assoluto di un altro file. I soft link superano i limiti degli hard link in quanto consentono di: - creare collegamenti tra entità su filesystem diversi; - creare link a directory. Un soft link può essere utilizzato per: - creare puntatori a file o directory lasciando sempre ben chiara la distinzione tra il file originale e il link. Ogni volta che il sistema incontra un soft link sostituisce il suo contenuto con il percorso che lo individua Quando il comando rm riceve come argomento un soft link, cancella quest'ultimo e non il file a cui esso si riferisce. 7

8 ln ln: realizza i collegamenti tra file. Di default realizza un hard link. SINTASSI HARD LINK ln [opzioni] filesorgente1 [filesorgente2 filesorgenten] filedestinazione FLAG filesorgentex non può essere una diretory, X:1 N filedestinazione può essere una directory. -n non crea il link se filedestinazione esiste già SINTASSI SOFT LINK FLAG ln [opzioni] directorysorgente filedestinazione -s crea un collegamento simbolico a filesorgente o a directorysorgente con il nome filedestinazione. 8

9 Esempio comando ln ln DivinaCommedia DivCommHardLink ls -il rw-rw-r-- 2 gianna gianna nov 23 11:09 DivCommHardLink rw-rw-r-- 2 gianna gianna nov 23 11:09 DivinaCommedia Il numero di i-node coincide Il file DivCommHardLink è un file lo si evince dal nell ACL Il numero di link al file è 2, in quanto entrambi i file puntano allo stesso inode La data e l ora di creazione dell hard link coincide con la data di creazione del file sorgente Occupano il medesimo spazio su disco gianna@gianna-x550ld:~$ ln -s DivinaCommedia DivCommSoftLink gianna@gianna-x550ld:~$ ls -il rw-rw-r-- 2 gianna gianna nov 23 11:09 DivCommHardLink lrwxrwxrwx 1 gianna gianna 15 nov 24 10:58 DivCommSoftLink -> DivinaCommedia Il numero dell inode è differente Il file DivCommSoftLink è un link lo si evince dalla lettera l nelll ACL Il numero di hard link è differente Occupa spazio differente su disco La data e l ora di creazione differiscono da quella del file sorgente La freccia indica il nome del file sorgente a cui il link punta 9

10 Canali di comunicazione e redirezione I programmi dispongono di 3 canali di comunicazione standard: 0 standard input (tastiera) 1 standard output (terminale) 2 standard error (terminale) SINTASSI comando operatore file < Redirige lo standard input del comando su un file anzichè da tastiera, equivalente a 0< > Redirige solo lo standard output su un file sovrascrivendone il contenuto, equivalente a 1>, modalità truncate >> Redirige lo standard output su un file aggiungendo il contenuto in coda al file di ridirezione, append mode 2> Redirige lo standard error in modalità truncate 2>> Redirige lo standard error su un file in modalità append n> Redirige il descrittore n-esimo (n>> append mode) n>&m Concatena i due canali di comunicazione associati ai descrittori di file n ed m &> Redirige sia lo stdout che lo stderr nel file specificato 10

11 Esempio ls -l /* > stdout Verrà creato (o sovrascritto se già esistente) il file stdout e in esso memorizzato l output del comando ls l Eventuali messaggi di errore continueranno a essere visualizzati sul terminale, non avendo espresso preferenze in merito allo standard error. Nella stessa linea di comando possono essere fatti più reindirizzamenti: comando < fileinput > fileoutput 2> fileerror sort < StarWars > StarWarsSortedOuput 2> StarWarsSortedError Il contenuto del file StarWars costituisce l input del comando sort StarWarsSortedOuput è l output del comando sort In StarWarsSortedError vengono visualizzati i messaggi di errore (qualora presenti) sort < StarWars 1> StarWarsSorted 2>&1 (analogamente) sort < StarWars 2> StarWarsSorted 1>&2 Il contenuto del file StarWars costituisce l input del comando sort In StarWarsSorted viene visualizzato l output del comando sort e eventuali messaggi di errore (concatenati) 10

12 Concatenamento comandi: la pipeline (1/2) Il simbolo di pipe ( ) serve a redirigere lo standard output del comando a sinistra della pipe nello standard input del comando a destra della pipe. La shell attende che tutti i comandi della pipeline siano terminati prima di restituire un valore. SINTASSI [!] comando1 [ comando2] Se all'inizio nella pipeline c'è un punto esclamativo (!) il valore restituito corrisponde alla negazione logica del risultato normale. 12

13 Concatenamento comandi: la pipeline (2/2) Sulla stessa linea è possibile eseguire una lista di comandi separandoli con caratteri speciali SINTASSI comando1 ; comando2 I comandi separati da punto comando1 e poi comando2) SINTASSI comando1 && comando2 e virgola (;) sono eseguiti sequenzialmente (prima L'operatore di controllo && si comporta come l'operatore booleano AND. Il comando1 viene eseguito sempre, il comando2 soltanto se il primo ha terminato con successo. SINTASSI comando1 comando2 L'operatore di controllo si comporta come l'operatore booleano OR. Il comando1 viene eseguito sempre, il comando2 solo se il primo non ha terminato con successo oppure non si è potuto eseguire. 13

14 echo echo: stampa una stringa sullo standard output. SINTASSI echo [stringa] ESEMPI echo hello world! echo ~ mostra il percorso della home-directory dell'utente loggato echo testo >> file_prova inserisce la stringa "testo" in coda al file_prova 14

15 cat cat: (concatenate) legge ogni file argomento in sequenza e mostra sullo standard output il contenuto, ovvero concatena file. L'operazione non genera alcun file e si utilizza per controllare il contenuto di file testuali. SINTASSI cat [opzioni] file FLAG -n Numera le righe sullo stdout ESEMPI cat file1 cat file1 file2 > file3 Mostra sullo standard output il contenuto di file1. Genera file3 che è il risultato del concatenamento in sequenza di file1 e file2 15

16 more (less) more (less): visualizza un file in modo interattivo. Apre il paginatore e formatta il testo in pagine per facilitarne la lettura. SINTASSI more nomefile More è stato superato dal paginatore less, più diffuso e completo. Di fatti consente di effettuare la ricerca nelle pagine precedenti (anziché solo in avanti), di evidenziare le occorrenze e, terminata la visualizzazione, di tornare alla schermata precedente I paginatori si possono scorrere con i tasti spazio (in avanti) e b (all indietro), per less è possibile usare anche frecce direzionali e PAG Per uscire dal paginatore si usa q Per chiedere l'help del paginatore si usa h La ricerca è consentita mediante /pattern (ricerca in avanti). Less supporta anche?pattern (ricerca all indietro)). n permette di ripetere l ultimo comando di ricerca ESEMPI ls -l /* less Mostra mediate il paginatore less l'output del comando ls -l /* 16

17 Esercizi 1) Visualizzate il contenuto del file /etc/passwd. Soluzione cat /etc/passwd 2) Visualizzate l'inizio e la fine del file /etc/passwd attraverso un paginatore. Soluzione less /etc/passwd g e G per spostarsi rispettivamente all inizio e alla fine del file 3) Determinare la tipologia dei file /etc/passwd e /bin/ls. Soluzione file /etc/passwd file /bin/ls 17

18 sort sort: ordina il file ottenuto concatenando i file indicati e scrive il risultato sullo standard output. Se non è indicato alcun file, ordina lo standard input. SINTASSI sort [opzioni] [file1 filen] ESEMPI cat esempio_sort RIGA A RIGA D RIGA C RIGA B sort esempio_sort RIGA A RIGA B RIGA C RIGA D 18

19 sort (flag) -c Controlla se i file indicati siano già ordinati. Se non lo sono viene emessa una segnalazione di errore e il programma mostra la prima riga che non rispetta l'ordine sort -c esempio_sort sort: esempio_sort:3: disorder: RIGA C RIGA A RIGA D RIGA C RIGA B OK OK ERR 19

20 sort (flag) -n Esegue un ordinamento numerico considerando anche il segno meno e il punto decimale cat esempio_sort_num sort esempio_sort_num sort n esempio_sort_num

21 sort (flag) -m Fonde insieme i file indicati che devono essere già ordinati -b Ignora gli spazi (e tabulazioni) vuoti iniziali -d Ignora tutti i caratteri che non siano lettere, numeri o spazi -f Non distingue tra lettere maiuscole e minuscole -i Ignora i caratteri speciali al di fuori del set ASCII puro -r Inverte l'ordine della comparazione -o file Invece di utilizzare lo standard output, utilizza il file indicato per inserire il risultato dell'operazione. 21

22 head head: mostra le prime X linee o byte di un file sullo standard output (default X=10). Se nessun file è specificato, copia linee dallo standard input. SINTASSI head [opzioni] [filename] FLAG -c #X Mostra i primi #X byte di un file -c -#X Mostra i byte di un file esclusi gli ultimi #X byte -n #X Mostra le prime #X righe di un file (equivale a -#X) -n -#X Mostra le righe di un file escluse le ultime #X ESEMPI cat DivinaCommedia head -1 DivinaCommedia (equivale a $ head -n 1 DivinaCommedia) head -n -1 DivinaCommedia 22

23 tail tail copia il file sullo standard output, iniziando da un posto specificato (linee, blocchi o caratteri dall'inizio o dalla fine del file). Se non è specificato nessun file, copia lo standard input. Mostra le ultime righe o byte di un file, di default le ultime 10 righe. SINTASSI tail [opzioni] [file] FLAG -c #X Mostra gli ultimi #X byte di un file -c +#X Mostra gli ultimi byte di un file a partire dal byte #X -n #X Mostra le ultime #X righe di un file (equivale a -#X) -n +#X Mostra le ultime righe di un file a partire dalla riga #X ESEMPI cat DivinaCommedia tail -c +3 DivinaCommedia tail -n 3 DivinaCommedia 23

24 uniq uniq: mostra od omette le linee ripetute. Se non è specificato nessun flag visualizza tutte le righe senza ripeterle. SINTASSI uniq [opzioni] [file_esempio] ESEMPI cat esempio_uniq Questa riga è presente una sola volta. Questa riga è presente due volte. Questa riga è presente due volte. Questa riga è presente tre volte. Questa riga è presente tre volte. Questa riga è presente tre volte. uniq esempio_uniq Questa riga è presente una sola volta. Questa riga è presente due volte. Questa riga è presente tre volte. 24

25 uniq (flag) -d Mostra solo le linee duplicate uniq -d esempio_uniq Questa riga è presente due volte. Questa riga è presente tre volte. -u Mostra solo le linee uniche non duplicate uniq -u esempio_uniq Questa riga è presente una sola volta. -c Per ogni riga indica il numero di occorrenze uniq -c esempio_uniq 1 Questa riga è presente una sola volta. 2 Questa riga è presente due volte. 3 Questa riga è presente tre volte. 25

26 uniq (flag) -f N Salta il confronto delle prime N parole -i Nel confronto ignora la differenza tra lettere maiuscole e minuscole -s N Salta il confronto dei primi N caratteri -w N Confronta non più di N caratteri per riga 26

27 wc 1/2 wc (word count) conta e mostra righe, parole, caratteri e byte per ogni file. Di default conta righe, parole e byte. SINTASSI wc [opzioni] [file] FLAG -l numero di linee -w numero di parole -m numero di caratteri -c numero di byte Formato risposta: [righe] [parole] [caratteri] [byte] nome_file 27

28 wc 2/2 wc DivinaCommedia DivinaCommedia wc -wlmc DivinaCommedia DivinaCommedia 28

29 cut 1/2 cut Permette di estrarre sezioni di una riga di testo, delimitate da un carattere separatore. SINTASSI: cut [opzioni] [file] FLAG -b range Estrae solo i byte indicati nel range (N, N-M, -N, N-) -c range Estrae solo i caratteri indicati nel range (N, N-M, -N, N-) -d separatore Indica il carattere/stringa separatore da utilizzare (anzichè TAB) -f intervallo Indica la lista dei campi da estrarre (N, N-M, -N, N-) ESEMPI cat cut_file nome cognome matricola pippo pluto ciccio pallino

30 cut 2/2 cut -f 2 cut_file cat cut_file_delim nome;cognome;matricola; ;cdl pippo;pluto;123456;p.p@p.it;aut ciccio;pallino;098765;ciccio@gmail.com;inf cut -d \; -f 2-3,5 cut_file_delim Considera ogni riga composta da più stringhe separate dal (;) e ne visualizza solo la seconda, la terza e la quinta. 30

31 diff - colordiff diff Trova differenze tra due file. Questo comando risulta molto utile per confrontare i file di configurazione. Se si sostituisce a uno dei file da confrontare il trattino (-), questo indica che il confronto verrà eseguito con lo standard input. SINTASSI FLAG ESEMPI diff [opzioni] file1 file2 -b Ignora le differenze nella quantità di spazi bianchi -B Ignora le differenze che consistono solo in righe vuote -r Confrontando due directory, confronta ogni sottodirectory ricorsivamente --brief Riferisce solo se i file sono diversi, senza mostrarne le differenze --ignore-case Considera allo stesso modo maiuscole e minuscole, ignorando ogni relativa differenza diff --brief /etc/passwd /etc/shadow colordiff il comando ha le stesse opzioni ed effetti di diff ma mostra un output colorato che permette una maggiore leggibilità. 31

32 Esercizi 1) Dato il file di testo elenco il cui contenuto è di seguito mostrato: valeria aldo roberta bruno sandro paola 1.a) Scrivere una combinazione di comandi Unix che consenta di visualizzare: la terza e la quarta riga del file elenco le penultime 3 righe del file elenco l n-esima riga del file elenco Soluzione head - 4 elenco tail -2 tail - 4 elenco head -3 head -n elenco tail -1 32

33 Esercizi 1.b) Realizzare una combinazione di comandi Unix che, a partire da elenco, crea un nuovo file nominativo, contenente la riga di elenco che viene lessicograficamente per seconda. Soluzione sort elenco head 2 tail 1 > nominativo 2) Visualizza le righe del file /etc/passwd in ordine alfabetico Soluzione sort /etc/passwd 3) Con un opportuno comando Unix: Visualizzare il contenuto del file /etc/passwd Estrarre il primo campo dal file /etc/passwd ordinato alfabeticamente Soluzione cat /etc/passwd cut d\: -f1 /etc/passwd sort 33

34 Esercizi 4) Realizzare una combinazione di comandi Unix per visualizzare l ultimo file in ordine alfabetico presente nella directory di lavoro Soluzione ls sort tail -1 5) Con opportuni comandi Unix modificare il file votostudenti formato da m righe rimuovendo la prima riga Gianni 20 Carlo 10 Bruno 15 Alice 30 Soluzione wc -l votostudenti (4 righe è il valore restituito) tail -3 votostudenti > tmp mv tmp votostudenti (rinomina il file tmp nel file votostudenti) 34