0dea340cd4131fe6fe790d49c20a6935.ppt
- Количество слайдов: 116
Operační systém typu UNIX Václav Petříček • • • Úvod, charakteristika Historie, principy Systém souborů, organizace, příkazy Procesy, životní cyklus, komunikace Shell: koncepce, typy, příkazy Zpracování textu (grep, vi, perl) Operační systém typu UNIX 1
Literatura (základy) • J. Brodský, L. Skočovský: Operační systém UNIX a jazyk C; SNTL 1989 • L. Petrlík: Jemný úvod do systému UNIX; Kopp 1995 • M. Sova: UNIX V - úvod do operačního systému; Grada 1993 • M. Brandejs: UNIX - LINUX - praktický průvodce; Grada Praha 1993; ISBN 80 -7169 -170 -4 • G. Todino, J. Strang, J. Peek: Learning the UNIX Operating System; O‘Reilly & Associates 1993 • L. Lamb: Learning the vi Editor; O‘Reilly & Associates 1986 -1990; ISBN 0 -937175 -67 -6 Operační systém typu UNIX 2
Literatura (systém) • M. J. Bach: The Design of the UNIX Operating System; Prentice-Hall 1986 • L. Skočovský: Principy a problémy operačního systému UNIX; Science, 1993; ISBN 80 -901475 -0 -X • L. Skočovský: UNIX, POSIX, Plan 9; L. Skočovský, Brno, 1998; ISBN 80 -902612 -0 -5 • M. Welsh, L. Kaufmann: Používáme LINUX; Computer. Press 1997 (O’Reilly); ISBN 80 -7226 -001 -4 Operační systém typu UNIX 3
Literatura (programování) • M. Jelen: UNIX V - programování v systému; Grada Praha 1993; ISBN 80 -85623 -16 -1 • B. Rosenblatt: Learning the Korn Shell; O‘Reilly & Associates 1993; ISBN 1 -56592 -054 -6 • D. Dougherty: sed & awk; O‘Reilly & Associates 1990; ISBN 0 -937175 -59 -5 • D. Curry: Using C on the UNIX System; O‘Reilly & Associates 1985, 7, 8; ISBN 0 -937175 -23 -4 • A. Oram, S. Talbott: Managing Projects with make; O‘Reilly & Associates 1986, 91; ISBN 0 -937175 -90 -0 Operační systém typu UNIX 4
Konvence • Pevná část příkazu (neproporcionálním fontem) - píše se tak, jak je zapsána: man [-k] [section] topic. . . • Proměnlivá část příkazu (kurzívou) - doplní se požadovaný text (slovo, číslo apod. ): man [-k] [section] topic. . . . . • Volitelná část příkazu: man [-k] [section]. . . . . topic • Výběr z více variant: {BEGIN | END | /regexp/ | cond | } { cmds }. . . . Operační systém typu UNIX 5
Historie UNIXu • 1925 - Bell Laboratories - výzkum v komunikacích • 60. léta - s General Electric a MIT vývoj OS Multics (MULTIplexed Information and Computing System) • 1969 - Bell Labs opouští projekt, Ken Thompson píše asembler, základní OS a systém souborů pro PDP-7 • 1970 - Multi-cs => Uni-x (snad Brian Kernighan) • 1971 - Thompson žádá nový počítač PDP-11 pro další vývoj - zamítnuto • Thompson předstírá vývoj systému automatizované kanceláře - počítač přidělen - zpracování textů • 1973 - UNIX přepsán do jazyka C vytvořeného za tím účelem Dennisem Ritchiem Operační systém typu UNIX 6
Divergence UNIXu • pol. 70. let - uvolňování UNIXu na univerzity: především University of California Berkeley • 1979 - v Berkeley přepisují UNIX pro 32 bitový VAX BSD Unix (Berkeley System Distribution) verze 3. 0; dnes verze 4. 4 • Bell Labs přecházejí pod AT&T a pokračují ve vývoji verze III až V. 4 - tzv. SVR 4 • UNIX uvolněn i pro komerci: Microsoft a SCO vyvíjejí pro Intel XENIX • vznikají UNIX International, OSF (Open Software Foundation), X/OPEN, . . . Operační systém typu UNIX 7
Tady bude mapa historie UNIXu Operační systém typu UNIX 8
Současné UNIXy • • SUN: Sun OS, Solaris Silicon Graphics: Irix DEC: Ultrix, Digital Unix IBM: AIX HP: HP-UX Siemens Nixdorf: SINIX Novell: UNIXware SCO: SCO Unix • Free. BSD • Linux Operační systém typu UNIX 9
Standardy UNIXu • SVID (System V Interface Definition) – “fialová kniha”, kterou AT&T vydala poprvé v roce 1985 jako standard, jehož splnění je nutnou podmínkou pro použití obchodního názvu UNIX • POSIX (Portable Operating System based on UNIX) – série standardů organizace IEEE značená P 1003. xx, postupně je přejímá vrcholový nadnárodní orgán ISO • XPG (X/Open Portability Guide) – doporučení konsorcia X/Open, které bylo založeno v r. 1984 předními výrobci platforem • Single UNIX Specification – standard organizace Open Group, vzniklé v roce 1996 sloučením X/Open a OSF – dnes Version 2 (UNIX 98) – splnění je nutné pro užití obchodního názvu UNIX Operační systém typu UNIX 10
Charakteristika UNIXu • • • otevřený operační systém poučení ale nezatížení minulostí akademické prostředí uživatel, skupina proces, komunikace systém souborů interpret příkazů, grafické prostředí utility, jazyk C přenositelnost, modifikovatelnost síťová podpora volně šiřitelný SW (např. GNU) příkaz man Operační systém typu UNIX 11
Modely OS Správa procesoru Správa paměti I/O modul Systémové programy Aplikace Klasický OS Klientský proces . . . Klientský proces UNIX Systémový proces . . . Systémový proces Systémová volání Jádro Distribuovaný OS Klientský proces File server Terminál server Proces server Jádro Jádro Operační systém typu UNIX . . . 12
Funkce jádra OS • Řízení provádění procesů (vytváření, ukončení, suspendování, komunikace, přístup k periferiím, . . . ) • Správa systému souborů (alokace, uvolňování, ochrana, udržování konzistence, . . . ) • Přidělování paměti, ochrana paměti, odkládání dočasně nepoužívané paměti (swapping resp. paging) • Plánování procesů pro sdílení času CPU (plánovací algoritmus, přidělování časových kvant, priority, . . . ) Operační systém typu UNIX 13
HW požadavky • Možnost běhu procesu ve dvou režimech: – uživatelský (user mode): omezený přístup k paměti, instrukcím, . . . – privilegovaný režim (kernel mode) • Hierarchické ošetření přerušení a výjimek, např. : – – – HW chyby časovač disky síť terminály SW přerušení • Správa paměti - oddělení virtuálního a skutečného adresního prostoru Operační systém typu UNIX 14
Jednotný hierarchický systém souborů /. . . etc usr dev home . . tty Operační systém typu UNIX 15
Strom adresářů • • • man hier /bin - základní systémové příkazy /dev - speciální soubory (zařízení, devices) /etc - konfigurační adresář /lib - základní systémové knihovny /tmp - veřejný adresář pro dočasné soubory /u, /home - kořen domovských adresářů /usr/include - knihovny headerů pro C /usr/local - lokální soubory /usr/man - manuálové stránky /usr/spool - spool (pošta, tisk, . . . ) /var - soubory s variabilní velikostí Operační systém typu UNIX 16
Interpret příkazů (shell) • základní program pro komunikaci s UNIXem • nezávislá komponenta systému: více shellů • formát příkazů: příkaz -přepínače parametry př. ls -l /etc • metaznaky, např. : ls *. c > zdrojaky. txt • umožňuje přímé programování; skripty sh test. sh Operační systém typu UNIX 17
Proces, komunikace • Proces – zjednodušeně: běžící uživatelský nebo systémový program – vzniká duplikací rodičovského procesu • Komunikace – při startu otec předává data synovi, naopak nelze! – roura - tok dat od producenta ke konzumentu: ls | more – další prostředky (např. sdílená paměť) Operační systém typu UNIX 18
Virtuální paměť procesu 1 paměť procesu 2 paměť procesu 3 paměť procesu 4 swap reálná paměť Operační systém typu UNIX 19
Příkaz man • Volání: man [-k] [section] topic • Sekce manuálových stránek: 1 2 3 4 5 6 7 8 uživatelské příkazy služby jádra systému knihovní funkce jazyka C zařízení a ovladače zařízení formáty souborů triviální aplikační programy různé administrátorské příkazy Operační systém typu UNIX 20
Seznam uživatelů (/etc/passwd) forst: x: 1004: 11: Libor Forst: /home/forst: /bin/sh Význam jednotlivých polí: • uživatelské jméno • dříve zakódované heslo, nyní v /etc/shadow • • • číslo (UID); superuživatel (root) má UID 0 číslo (GID) primární skupiny plné jméno domovský adresář login-shell Operační systém typu UNIX 21
Seznam skupin (/etc/group) users: : 11: operator, novak Význam jednotlivých polí: • jméno skupiny • nepoužito (původně heslo skupiny) • číslo skupiny (GID) • seznam členů skupiny Ve skupině jsou navíc i všichni uživatelé, kteří ji mají uvedenu jako svoji primární skupinu. Operační systém typu UNIX 22
Uživatelská relace Po přihlášení k systému se uživateli spustí jeho shell. Tím se zahájí jeho uživatelská relace (session). • • ukončení session: logout změna uživatele: login user dočasná změna uživatele: su [-] [user] ukončení su: exit zjištění identity uživatele: id, whoami, who am i výpis nalogovaných uživatelů: who, w výpis logu relací: last Operační systém typu UNIX 23
Komunikace mezi uživateli • on-line zprávy: – zaslání: write user – potlačení příjmu: mesg [ y | n ] • on-line rozhovor: – příkaz: talk user[@host] • off-line zprávy: – posílání: mail [-v ] [-ssubject ] email. . . – příjem: mail, pine, elm, mutt – přesměrování: $HOME/. forward forst@ms. mff. cuni. cz ”| /usr/local/bin/filter” Operační systém typu UNIX 24
Systém souborů • • hierarchický systém jednotný přístup k zařízením, adresářům diskové svazky, síťové disky synchronizace (sync, fsck) ochrana souborů jména (znaková sada, délka) textové soubory (
Příkaz ls -rwxr-x--x 2 forst users 274 Jan 5 17: 11 test typ práva počet linků vlastník, skupina délka souboru v bytech datum a čas poslední modifikace jméno souboru volby: dlouhý výpis (l), krátký výpis do 1 sloupce (1), psát i skryté (a), vypsat/potlačit skupiny (g), třídit podle času (t), třídit pozpátku (r), značit typ souboru (F), rekurze (R) resp. jen adresáře (d), sledovat linky (L) Operační systém typu UNIX 26
Typy souborů • • • plain file: posloupnost bytů (-) directory: seznam jmen souborů (d) speciální zařízení - device (b, c) symbolické linky (l) pojmenované roury - pipe (p) sockety (s) • příkaz file Operační systém typu UNIX 27
Přístupová práva • tři kategorie: vlastník (u), skupina (g), ostatní (o); platí vždy nejspeciálnější kategorie, v níž je uživatel • tři práva: čtení (r), zápis (w), provádění souboru resp. přepnutí se do adresáře (x) • set. UID, set. GID (s) proveditelné soubory: propůjčení identity (skupiny) vlastníka • set. GID pro soubor bez práva spuštění pro skupinu: kontrola zámků při každém přístupu (výpis: S) • sticky bit (t) pro spustitelné soubory: ponechání souboru v paměti • sticky bit pro adresáře: práva k souborům mají jen vlastníci souborů a nikoli vlastníci adresáře • set. GID pro adresář: nové soubory budou mít stejnou skupinu jako adresář Operační systém typu UNIX 28
Změna přístupových práv vlastník (u) skupina (g) ostatní (o) suid sgid 4 2 1 r sticky w x • změna práv: chmod [-R] +w, o=rx file. . . chmod [-R] 775 file. . . • změna vlastníka: chown, chgrp • defaultní maska: umask_complement • shell s novou defaultní skupinou: newgrp group Operační systém typu UNIX 29
Organizace disku • Fyzická: sektor, stopa, cylindr, povrch • Logická: partition (~device), příkaz df • Systémová: filesystem – – boot blok superblok(y) I-list (seznam I-nodů) datové bloky • Obraz systému souborů v paměti (sync, fsck) Operační systém typu UNIX 30
Index node • Každý soubor na disku má právě jeden I-node, který obsahuje: – – – počet linků vlastník, skupina přístupová práva typ souboru velikost souboru čas • poslední modifikace souboru • posledního přístupu k souboru • poslední modifikace I-nodu – odkazy na datové bloky • Výpis seznamu souborů s čísly I-nodů: ls -i Operační systém typu UNIX 31
Linky Hard link Originál Soft link /var /etc /usr passwd. . . I-list 0 20 . . . passwd. . . 20 20 . . . root: x: 0: 0: . . . ln /etc/passwd Operační systém typu UNIX passwd. . . 31 31 . . . /etc/passwd ln -s. . /etc/passwd (zacyklení: Too many symlinks) 32
Adresace datových bloků Tabulka přímých odkazů v I-node 0 1 2 . . . 9 10 11 12 Blok nepřímých odkazů 1. řádu Blok nepřímých odkazů 2. řádu Blok nepřímých odkazů 3. řádu Datové bloky Operační systém typu UNIX 33
Obecné příkazy • • kopírování souboru: cp [-pr] přesun n. přejmenování souboru: mv smazání souboru: rm [-rfi] změna data a času: touch {-tčas | -rsoubor | } změna aktuálního adresáře: cd výpis aktuálního adresáře: pwd vytvoření adresáře: mkdir [-p] zrušení adresáře: rmdir • není undelete ! Operační systém typu UNIX 34
Výpis souboru • • zřetězení souborů: cat [-nv] [files] výpis souborů po stránkách: more, pg, less výpis začátku souboru: head [-n] [files] výpis konce souboru: tail { | -n | +n | -f } [files] výpis souboru pro tisk: pr počet bytů, slov a řádek: wc [-cwl] kopírování na výstup a do souboru: tee [-a] file • výpis binárního souboru: od, hd, strings • výpis s formátem: hexdump [-e formát] formát: [[repeat]/[byte_count]] ”format”. . . Operační systém typu UNIX 35
Příkaz more • Volání: more [-n] { +line | +/regexp | } [files] • Příkazy (* - může předcházet prefix počtu k): – – – – mezera, d. . . další stránka, půl stránky (*) return. . . další řádka (* - k nastaví default) s, f, b. . . přeskoč k řádek, stránek zpět (*) /regexp, n. . . hledej k-tý výskyt řetězce (*) ’. . . návrat na začátek hledání !cmd, v. . . start shellu, editoru =, h. . . výpis pozice, helpu : n, : p. . . přechod na další soubor Operační systém typu UNIX 36
Příkaz find • volání: • podmínky: – – – find cesta. . . podmínka. . . akce name, size, type user, group, perm atime, ctime, mtime, newer negace (!), -o, -a, závorky hodnoty: n, +n, -n • akce: – print; někdy default – exec; jméno souboru: {}, ukončení příkazu: středník • příklad: find / -name core -mtime +7 -exec rm {} ; • zkratky: which, whereis, locate Operační systém typu UNIX 37
Archivace • archivace adresářů: tar {c | t | x} [f file] - př. : tar cf archiv. tgz /etc • komprese souborů - standardní (. Z): compress - GNU (. gz): gzip, gunzip • další příkazy: cpio, dd • systémová záloha: dump, restore • zálohování po síti: rdump, rrestore • práce s páskou: mt {fsf n | bsf n | rewind} Operační systém typu UNIX 38
Zpracování textu • porovnávání souborů resp. adresářů: diff [ -bwi ] { -e | -cn | -rs } file 1 file 2 • výběr polí z řádek souboru (nemění pořadí polí): cut { -clist | -flist -dchar } [files] • spojení souborů „po sloupcích“ resp. řádek souboru: paste [[ -s ] -dchar ] [files] • rozdělení souboru po řádcích: split [{ -llines | -bbytes[{k|m}] }] [ file [ name ] ] • konverze znaků: tr [-cds] table 1 [table 2] př. : tr "A-Z" "a-z" Operační systém typu UNIX 39
Příkaz sort • Volání: sort [-bidfnr] [+pos 1[-pos 2]] [-td] [-uc] [files] • Zadání třídícího pole: – pos 1. . . první znak, pos 2. . . první znak za – tvar field[. char]. . . číslování od 0, 0 je default • Modifikátory: b (bez mezer), i (ignoruj > 127), d (ignoruj nealfanum. znaky), f (ignorcase), n (čísla), r (opačně) • Přepínače: t (oddělovač pole), u (vyluč stejné klíče), c (jen kontroluje uspořádání) • Modifikátory u klíčů (pozice se číslují od 1!): sort -kpos 1[, pos 2][mod] [files] Operační systém typu UNIX 40
Příkaz grep • název: g/re/p • varianty: – egrep (extended - rozšířené regulární výrazy) – fgrep (fast - pouze řetězec, ale ne jen jeden) – a některé další (např. GNU) • volby: -c(ount), -l(istfiles), -n(umber) -i(gnorecase), -w(ord) -v. . . vypisuje řádky, na nichž vzor nebyl nalezen -e expression, -f filename -lines. . . počet vypsaných řádek před a po nalezené (není UNIXový standard) Operační systém typu UNIX 41
Proces • prováděný program. . . proces • kontext procesu – paměť, soubory, proměnné, . . . • rodičovský proces synovský proces • komunikace – signály, roury, sockety, sdílená paměť, . . . • PID, příkaz ps Operační systém typu UNIX 42
Kontext procesu • z hlediska uživatele – kód, data, zásobník – otevřené soubory – systémové proměnné (environment) • z hlediska systému – obecné registry, programový čítač, stavový registr procesoru, ukazatel do zásobníku, registry pro operace v pohyblivé řádové čárce, registry mapování paměti – pamět, kterou proces dosud adresoval v uživatelském režimu – paměť v prostoru jádra, která je s daným procesem spojena (např. systémový zásobník procesu) Operační systém typu UNIX 43
Vznik procesu rodič (PID 1) PID 2 syn (PID 2) fork() data zásobník 0 zásobník Operační systém typu UNIX 44
Funkce na vytváření procesů • fork() … vytváří kopii rodičovského procesu • exec() … překryje adresní prostor procesu zadaným programem • wait() … (rodičovský proces) čeká na skončení potomků • exit() … ukončí proces a aktivuje rodičovský proces Operační systém typu UNIX 45
Uživatelská relace fork() init getty exec() login: passwd: exec() sh $ fork() wait() ftp> exit() PID 1 Operační systém typu UNIX PID 271 PID 312 46
Stavy procesu tabulka procesů fork READY (IDLE) ZOMBIE exit RUN user volání jádra, interrupt Operační systém typu UNIX swapout swapin wakeup RUN kernel sleep SWAPPed swapout swapin SLEEPing 47
Příkaz ps • PID, TTY, STAT, TIME a COMMAND vlastních procesů BSD System. V -a (all users) • cizí procesy: -x (no terminal) -p PID • plný výpis: -t tty -l (long) -u (usage) -e (všechny) -U user -l (long) -f (full) -okey, … (pouze vyjmenované) -Okey, … (vyjmenované navíc) • třídění: Operační systém typu UNIX (mj. existuje PD -r (cpu) -m (memory) program top) 48
Proces a I/O • přístup ke vstupním a výstupním souborům přes tzv. file-descriptory 0 1 2 - standardní vstup (stdin) standardní výstup (stdout) standardní chybový výstup (stderr) …- další otevírané soubory stderr stdout 2 1 stdin 0 Operační systém typu UNIX 49
Komunikace mezi procesy • zasílání signálů • vstup/výstup přes roury • System V Interprocess Communication – semafory – zasílání zpráv – sdílená paměť • BSD Sockets – zasílání zpráv, vytváření proudů – v rámci jednoho systému i po síti Operační systém typu UNIX 50
Roury (pipes) • v shellu - spojení vstupu a výstupu dvou procesů stdout ls 1 pipe | 0 stdin more • v programu: – roura s externím příkazem: popen, pclose – roura mezi subprocesy: pipe • trvalé (pojmenované) roury – začleněny do systému souborů, typ p – vytvářejí funkce/příkazy mknod resp. mkfifo Operační systém typu UNIX 51
Signály • zaslání signálu: – příkaz kill [-signál] PID – funkce kill • ošetření signálu: – – shell-příkaz trap [příkaz] signal. . . funkce signal standardní handlery: SIG_IGN, SIG_DFL, SIG_ERR nemaskovatelné signály: KILL, STOP • výpis signálů: kill -l Operační systém typu UNIX 52
Nejdůležitější signály HUP(1) restart programu INT(2), QUIT(3) přerušení (^C, ^) ILL(4) chybná instrukce ABRT(6) volání funkce abort FPE(8) aritmetická chyba KILL(9) (nemaskovatelné) ukončení procesu SEGV(11) chyba adresace SYS(12) chybné volání systému ALRM(14) přerušení od časovače TERM(15) (maskovatelné) ukončení procesu (kill) STOP(17), TSTP(18), CONT(19) zastavení a spuštění procesu CHLD(20) ukončení syna USR 1(30), USR 2(31) uživatelské signály Operační systém typu UNIX 53
Synchronizace • Pokud dva procesy sdílejí nějaký zdroj, je nutné současný přístup ke kritickým sekcím programů ošetřit zámkem • Test zámku a jeho nastavení musí být nepřerušitelná dvojice operací provádět v privilegovaném režimu • Synchronizace přes soubor: – program se pokusí vytvořit tzv. lock soubor - pokud se to nepodaří, je zdroj zamčen – po skončení programu se soubor smaže – problém: po havárii soubor nadále existuje řešení: do souboru se napíše PID procesu – problém: aktivní čekání na uvolnění zdroje Operační systém typu UNIX 54
System V Interprocess Communication • semafory: – zobecnění P a V operací [Dijkstra, Dekker] – ošetření dead-locku, havárie procesu – funkce: semget, semop, semctl • zasílání zpráv: – systém vytvoří komunikační kanál daného čísla – funkce: msgget, msgsnd, msgrcv, msgctl • sdílená paměť: – systém přidá procesu do tabulky žádanou oblast – funkce: shmget, shmat, shmdt, shmctl Operační systém typu UNIX 55
BSD Sockets Socket - jeden konec kanálu pro klient-server komunikaci Systémové funkce: - socket vytváří deskriptor podle – domény (address family): AF_UNIX, AF_ INET – typu: virtuální okruh (stream), datagram - bind přiřazuje vlastní adresu: – UNIX: jméno, INET: IP adresa, port - listen zahájí příjem zpráv (mj. stanoví délku fronty) - accept otevírá kanál ke klientovi - connect navazuje spojení se servrem Operační systém typu UNIX 56
Terminál • uživatel komunikuje se systémem prostřednictvím terminálu - buďto skutečného nebo pseudoterminálu • vlastnosti v /etc/termcap resp. /etc/terminfo • typ terminálu v proměnné TERM • inicializace terminálu příkazem tset • změna vlastností příkazem stty (např. stty erase znak) • přístup na vlastní terminál přes zařízení /dev/tty Operační systém typu UNIX 57
Řídící znaky • některé lze předefinovat, některé závisí na shellu konzistence terminálu a shellu • typické sekvence: Ctrl+H Ctrl+S Ctrl+Q Ctrl+C Ctrl+ - Ctrl+D Ctrl+Z - Operační systém typu UNIX backspace pozastavení výpisu pokračování výpisu ukončení procesu (SIGINT) dtto s dumpem (SIGQUIT) konec vstupního souboru suspendování procesu (SIGTSTP) další spuštění: fg resp. bg 58
Práce s časem • spuštění programu s měřením času: time command • pozastavení běhu: sleep seconds • výpis aktuálního data a času: date [ +format ] Formát (shodný s funkcí strftime): text s %-direktivami – a. Ab. B. . . krátké/dlouhé jméno dne/měsíce – dmy. YHMS. . . datum a čas číselně – u. UVj. C. . . číslo dne v týdnu, týdne, dne v roce, století – cx. X. . . “normální” tvar data a času Operační systém typu UNIX 59
Neinteraktivní zpracování • spuštění příkazu se zablokovaným signálem HUP a QUIT a výstupem do $HOME/nohup. out nohup command • spuštění příkazu v určený čas (uživateli musí být povoleno v souborech at. allow resp. at. deny, výstup jde uživateli mailem): at {-t mmdd. HHMM | time [+incr ] } command příkaz umožňuje vypisovat (-l) a mazat (-r) joby • dtto pravidelné spouštění pomocí démona cron: crontab [-l] příklad záznamu: 0 1 * * 1 -2, 5 /usr/sbin/backup Operační systém typu UNIX 60
Příkaz ping • Testuje dostupnost a odezvu zasláním dat • ICMP ECHO_REQUEST/ECHO_REPLY • varianty: – ping (IPv 4) – ping 6 (IPv 6) • volby: -c(ount), -f(lood), -s(ize), -a(udible) -I(nterval), -b(roadcast), -I(nterface), -q(uiet) • ping ftp. volny. cz • ping 195. 250. 128. 34 Operační systém typu UNIX 61
Příkaz traceroute • Zjišťuje cestu paketů sítí • Postupně zvyšuje TTL (time to live) paketu • varianty: – traceroute (IPv 4) – traceroute 6 (IPv 6) • volby: -i(nterface), -m(ax TTL) $ /usr/sbin/traceroute www. vol. cz traceroute to www. vol. cz (195. 250. 155. 29), 30 hops max, 38 byte packets 1 ns. kolej. mff. cuni. cz (195. 113. 25. 222) 0. 307 ms 0. 198 ms 0. 201 ms 2 getroja-kolejmff. pasnet. cz (195. 113. 69. 85) 0. 675 ms 0. 713 ms 0. 725 ms 3 geruk-getroja. pasnet. cz (195. 113. 68. 205) 0. 652 ms 0. 497 ms 0. 573 ms 4 geruk-geovc. pasnet. cz (195. 113. 68. 238) 0. 593 ms 0. 630 ms 0. 646 ms 5 cesnet-geovc. pasnet. cz (195. 113. 69. 54) 0. 803 ms 0. 589 ms 0. 788 ms 6 r 41 prg-pos 13 -0 -stm 16. cesnet. cz (195. 113. 156. 110) 1. 134 ms 0. 896 ms 0. 690 ms 7 nix 1. vol. cz (194. 50. 100. 20) 1. 665 ms 1. 242 ms 1. 311 ms 8 www. vol. cz (195. 250. 155. 29) 1. 126 ms 1. 653 ms 1. 715 ms Operační systém typu UNIX 62
Příkaz host • • • Překlad mezi IP a symbolickými jmény Jednodušší než nslookup DNS (/etc/resolv. conf) použití: host
Příkaz netstat • • Vypisuje různé síťové informace Routovací tabulka Otevřené porty a navázaná spojení volby: -r(oute), -n(umeric), -a(ll) $ netstat -rn Smìrovací tabulka v jádru pro IP Adresát Brána Maska Pøízn MSS Okno 195. 113. 24. 0 0. 0 255. 252. 0 U 0 0 127. 0. 0 255. 0. 0. 0 U 0 0 0. 0 195. 113. 25. 222 0. 0 UG 0 0 Operační systém typu UNIX irtt 0 0 0 Rozhraní eth 0 lo eth 0 64
Příkaz route • Modifikuje směrovací tabulku IP protokolu • použití: route add default gw mango-gw route add -net 192. 56. 76. 0 netmask 255. 0 dev eth 0 route delete 195. 250. 128. 34 • Vypsání routovací tabulky netstat -rn Operační systém typu UNIX 65
Příkaz ifconfig • • Konfiguruje síťová rozhraní UP/DOWN ifconfig
Příkaz tcpdump • • Zobrazuje síťový provoz zachycený na rozhraní Síťové rozhraní v promiskuitním módu Nutno být root nebo suid bit na binárce použití: tcpdump iface host 192. 168. 1. 1 tcpdump iface dst mail. vsfs. cz • Volby -n(umeric), -w(rite raw packets to) file • Standardní formát se kterým umí pracovat i jiné programy (ethereal, trafshow. . . ) Operační systém typu UNIX 67
Příkaz arp • • Modifikuje a vypisuje arp tabulku počítače ARP = address resolution protocol Tabulka IP adresa, MAC adresa Cache záznamů, co nemám zjistím „arp who-has“ dotazem • volby: arp –a(ll), -n(umeric) arp –d(elete) Vypsání arp tabulky arp –an Vymazání arp tabulky arp -ad Operační systém typu UNIX 68
Shell • • základní program pro komunikaci s UNIXem nezávislá komponenta systému Bourne shell, C shell, Korn shell zabudované příkazy metaznaky scripty proměnné Operační systém typu UNIX 69
Vývoj shellů Bourne shell (/bin/sh) Steven Bourne, 1979 C-shell (/bin/csh) Bill Joy, BSD UNIX Korn shell (/bin/ksh) David Korn, pol. 80. tcsh Bourne again shell (bash), GNU Operační systém typu UNIX 70
Základní příkazy shellu : comment- prázdný příkaz echo [-n] text - výpis řetězce (bez odřádkování) cd [dir ] - změna adresáře (vlastnost shellu) pwd - výpis jména aktuálního adresáře exit [rc] - ukončení shellu s návratovým kódem set přepínač - nastavení přepínačů shellu ulimit - nastavení uživatelských limitů umask [mask] - nastavení defaultního módu souborů Operační systém typu UNIX 71
Metaznaky • znaky se speciálním významem (např. *, >) • speciální význam se ruší (tzv. escape-sekvence) – znakem – uzavřením do uvozovek (neruší význam , $ a `) – uzavřením do apostrofů (ruší i význam ) • platí i pro speciální význam znaků:
Expanzní znaky Řetězec expanzních znaků se nahradí seznamem všech jmen souborů, které mu vyhovují. - zastupuje libovolnou posloupnost znaků ? - zastupuje libovolný znak [a-f 0 -9] - zastupuje znak ze seznamu [!a-z] - zastupuje znak z doplňku seznamu * Bílé znaky a znaky !, ], - se do seznamu zapisují uvozené znakem . Expanzi provádí shell ! Expanze nezahrnuje úvodní tečku ve jméně souboru. Operační systém typu UNIX 73
Proměnné v shellu name=value cmd $name, ${name} substituce) - nastavení hodnoty (sh a ksh) - dočasné nastavení hodnoty - použití hodnoty (textová Výpis hodnoty proměnné: set, echo $name Proměnné jsou součástí environmentu. Synovskému procesu (subshell, roura) se předávají jen exportované proměnné (příkazem export variable). Syn nemůže modifikovat proměnné otce! Operační systém typu UNIX 74
Environmentové proměnné IFS PS 1, PS 2 PATH CDPATH TERM SHELL LOGNAME HOME MAIL - oddělovač polí (Internal Field Separator), implicitně: IFS=
Příkazové soubory - skripty • přímé volání (práva +rx): script parametry • volání přes shell: sh [optiony] script parametry • vložené volání (běží na stejné úrovni shellu): . script • první řádek může obsahovat popis interpretu: #!cesta_k_interpretu [optiony] • startovací skripty: /etc/profile, . profile Operační systém typu UNIX 76
Práce s parametry, speciální proměnné $# - počet parametrů scriptu $0 - název scriptu $n - n-tý parametr scriptu shift [n] - posun číslování parametrů set - text - nastavení nových parametrů př. : set - a + b $1=”a”, $2=”+”, $3=”b”, $#=3 $* $@ $? $$ $! - všechny parametry scriptu - dtto, ale ”$@” je ”$1” ”$2”. . . - návratový kód posledního příkazu - PID tohoto shellu - PID posledního backgroundového jobu Operační systém typu UNIX 77
Přesměrování výstupu příkazu zápis přesměrování. . . cmd > file cmd 2> file standardního výstupu do souboru file chybového výstupu do souboru file př. : rm xxx 2> /dev/null cmd >> file standardního výstupu na konec souboru cmd 2>> file chybového výstupu na konec souboru cmd 2>&1 chybového výstupu do standardního, pozor na pořadí přesměrování: - grep xxx $soubor > log 2>&1 přesměruje oba výstupy do souboru log - grep xxx $soubor 2>&1 > log výstup do souboru log, chyby na výstup Operační systém typu UNIX 78
Kombinování příkazů • cmd 1 | cmd 2 – roura (pipe) mezi příkazy př. : ls -l *. c | wc -l • cmd 1; cmd 2 – sekvence příkazů • cmd 1 || cmd 2, cmd 1 && cmd 2 – podmíněná sekvence příkazů př. : rm aa && echo Soubor aa smazan • { cmd 1; cmd 2; } – skupina příkazů • (cmd 1; cmd 2) – provedení příkazů v subshellu př. : (cd wrk; rm *) Operační systém typu UNIX 79
Vícenásobné volání. . . `cmd`. . . příkazu př. : vložení výstupu příkazu cmd do textu SHOST=`echo $LHOST | cut -f 1 -d. ` ß SHOST=pocitac Operační systém typu UNIX 80
Příkaz test • volání: test podmínka nebo [ podmínka ] • v případě pravdivé podmínky vrací 0 • pozor na nenastavené proměnné, mezery apod. : správně: špatně: [ -z = "$x" ] [ -z = $x ], [-z="$x"] • logické operace (mají nepodmíněné vyhodnocování): – – konjunkce: disjunkce: negace: závorky: cond 1 -a cond 2 cond 1 -o cond 2 ! cond ( cond ) pozor - v shellu je nutno zrušit metavýznam Operační systém typu UNIX 81
Operátory příkazu test -f file -d file -L file -r file -w file -x file -s file -z str -n str 1 = str 2 str 1 != str 2 int 1 -eq int 2 - soubor file existuje - soubor file je adresář - soubor file je symbolický link - uživatel má k souboru file právo r - uživatel má k souboru file právo w - uživatel má k souboru file právo x - soubor file má nenulovou délku - řetězec str je prázdný - řetězec str je neprázdný - rovnost řetězců - nerovnost řetězců - rovnost čísel (-ne, -lt, -le, -gt, -ge) Operační systém typu UNIX 82
Příkaz expr • • • volání: expr opnd. A op opnd. B shell nemá sám aritmetiku, práci s řetězci! logické operátory: =, <, >, <=, >=, != aritmetické operátory: +, -, *, /, % řetězcové operátory: – string : regexp resp. match string regexp – substr string pos len – length string – index string char Operační systém typu UNIX 83
Řídící struktury - if Syntax: Příklad: if příkaz then příkazy [elif příkaz then příkazy] [else příkazy] fi if mkdir tmp; then echo tmp vytvoren elif [ -d tmp ]; then echo tmp jiz existoval else echo tmp nejde vytvorit fi Operační systém typu UNIX 84
Řídící struktury - case Syntax: Příklad: case text in vzor 1 | vzor 2 ) příkazy; ; *) příkazy; ; esac case $1 in -h | -? ) echo "Navod: . . . "; ; *. Z ) uncompress $1; ; '' ) echo "Chyba!"; exit; ; * ) compress $1; ; esac Operační systém typu UNIX 85
Řídící struktury - while, until Syntax: Příklad: while příkaz do příkazy break continue done [< file ] while read line; do case $line in END ) break; ; #* ) continue; ; * ) eval $line; ; esac done < script Operační systém typu UNIX 86
Řídící struktury - for Syntax: Příklad: for var [in text] for x; do do case $x in -- ) break; ; příkazy - ) continue; ; break -f* ) file=${x#-f}; ; continue esac done Operační systém typu UNIX 87
Příkaz read • Příkazem read var načteme řádku ze vstupu do proměnné var; příkaz vrací nulu v případě úspěchu (dá se použít např. v podmínce) • Pokud má příkaz více argumentů, čte postupně do jednotlivých proměnných pole vstupní řádky (do poslední proměnné zbytek); oddělovač polí udává hodnota proměnné IFS • Při spuštění z příkazové řádky čte z terminálu, ale lze jej přesměrovat (read var < file), naopak lze vynutit čtení z terminálu (read var
Řídící příkazy cmd & - provedení na pozadí wait - čekání na skončení procesu na pozadí jobs - výpis běžících jobů fg - přesunutí jobu na popředí bg - přesunutí jobu na pozadí exec cmd - ukončí shell a provede příkaz Operační systém typu UNIX 89
Funkce Definice funkce (příkazu) name: name(){ statements } • parametry se zadávají jako při volání příkazu • uvnitř funkce jsou přístupné pomocí $#, $1 atp. • návratovou hodnotou je návratová hodnota posledního příkazu • priorita: funkce, interní příkazy, programy Operační systém typu UNIX 90
Kompilátor Volání: cc [options] soubor. . . gcc, g++ Nejdůležitější volby: -o soubor výstupní jméno -c pouze překlad (nelinkovat) -E pouze preprosesor (nepřekládat) -Olevel nastavení úrovně optimalizace -glevel nastavení úrovně ladicích informací -Djméno definuj makro preprocesor -Ujméno oddefinuj makro preprocesor -Iadresář umístění #include souborů -llib linkuj s knihovnou liblib. a -Lpath cesta pro knihovny (-llib) Operační systém typu UNIX 91
C - konvence *. c jména zdrojových souborů programů v C *. h jména hlavičkových souborů (headerů) *. o přeložené moduly (object-moduly) a. out jméno proveditelného souboru jako výsledek úspěšné kompilace /usr/include kořen stromu systémových headerů /usr/lib*. a umístění knihoven object-modulů Operační systém typu UNIX 92
Program make • generátor příkazů • správa SW projektů • příklad (soubor Makefile): program: main. o util. o cc -o program main. o util. o main. o: main. c program. h cc -c main. c util. o: util. c program. h cc -c util. c • překlad potřebných souborů a slinkování programu: make [program] Operační systém typu UNIX 93
Syntaxe vstupního souboru (make) • popis závislostí cíle: targets : [files] • prováděné příkazy:
Softwarové balíky • • Formáty: . tar. gz, . tgz, . rpm, . deb Binární x zdrojové balíky (RPMS x SRPMS) Utility: pkg_add, rpm, urpmi a další i grafické nadstavby Mandrake (rpmdrake) – urpmi, urpme, rpm –q -a – urpmi. addmedia, urpmi. removemedia, urpmi. update – urpmq, urpmf • Instalace ze zdrojáků – tar xzvf balik. tgz – cd balik/ –. /configure [options] – make install Operační systém typu UNIX 95
Secure shell • ssh verze 1, 2 • Šifrované spojení se serverem (x telnet, rsh, rcp) • Autentizace heslem, privátním klíčem, OTP • • scp soubor uzivatel@stroj. domena. cz: cesta/cil scp soubor 2 uzivatel@stroj. domena. cz: cesta/ ssh –l uzivatel stroj, ssh uzivatel@stroj /home/student/. ssh/identity. pub /home/student/. ssh/known_hosts /home/student/. ssh/authorized_keys /etc/ssh_config, /etc/sshd_config Operační systém typu UNIX 96
The End Operační systém typu UNIX 97
Tisk BSD System. V • tisk: lpr [-d printer] [files] lp [-Pprinter] [files] • výpis stavu tisku: lpq [-d printer] job lpstat job • zrušení tisku: lprm [-d printer] job cancel job [printer] • • popis „tiskáren“: /etc/printcap implicitní tiskárna: proměnná PRINTER spool-oblast: /var/spool/* formátování tisku: pr, mpage Operační systém typu UNIX 98
Editor vi • • visual editor vi geneze: ed ex vi celoobrazovkový editor dostupný na všech UNIXech široká paleta příkazů malé nezbytné minimum příkazů editace kopie souboru volání: vi [-r. R] [files] Operační systém typu UNIX 99
Základní editace (vi) • • • vi soubor … vyvolání editoru i … zahájení vkládání textu vkládaný text
Režimy práce vi i, a, I, A, o, O, s, S, cx, C, R
Regulární výrazy (vi) Způsob definování řetězců v řadě příkazů (např. : vi). Speciální znaky: • . … jakýkoliv znak mimo
Příkazy pro pohyb (I) Před příkazy může předcházet opakovací faktor k – h (
Příkazy pro pohyb (II) Příkazy předchází absolutní hodnota k: – – – k| … k-tá pozice na řádce [k]H … posun na k-tou řádku na obrazovce [1] [k]L … posun na k-tou řádku od konce obrazovky [1] M … posun na prostřední řádku na obrazovce [k]G … posun na k-tou řádku souboru [poslední] Práce se značkou x (malé písmeno): – – ‘x … posun na pozici označenou značkou x ‘‘ … posun na poslední označenou pozici ’x … posun na začátek řádky se značkou x ’’ … posun na začátek naposledy označené řádky (označení se provede příkazem mx) Operační systém typu UNIX 104
Vkládání textu, opravy Před příkazy může předcházet opakovací faktor k i, a, I, A … vkládání před (za) kurzor, řádku o, O … vkládání do nové řadky pod (nad) aktuální (open) ~ …změna malé/velké písmena pod kurzorem * rx …přepis znaku pod kurzorem znakem x * R …zahájení režimu vstupu v přepisovacím módu cm … náhrada textu od kurzoru do pozice dané příkazem pro pohyb m – cc, C … náhrada celé řádky resp. do konce řádky – s, S … smaž znak (řádku) a přejdi do režimu vstupu – – – Příkazy označené * nepřepínají do režimu vstupu. Operační systém typu UNIX 105
Mazání, práce s buffery Před příkazy může předcházet opakovací faktor k – x, X. . . mazání znaku pod (před) kurzorem – dm … mazání textu od kurzoru do pozice dané příkazem pro pohyb m – dd, D … mazání celé řádky resp. do konce řádky Smazaný text se uloží do očíslovaného bufferu. – p, P … vložení bufferu za (před) kurzor (příp. řádku) – ”np, ”n. P … vložení n-tého posledního bufferu – ”xp, ”x. P … vložení bufferu x (x je malé písmeno) Jiný způsob vložení textu do (pojmenovaného) bufferu: – [”x]ym … vložení textu po pozici danou příkazem m – [”x]yy, [”x]Y … vložení řádky Operační systém typu UNIX 106
Další příkazy vi – – – – . … opakování posledního editačního příkazu u … zrušení efektu posledního editačního příkazu U … obnovení řádky do původního stavu J … slepení řádky s následující ^L, ^R … obnovení obrazovky o … přechod do celoobrazovkového režimu z
Řádkové editory základní editor dostupný i v diagnostickém režimu edituje kopii souboru, opravy je nutno zapsat příkazy ze vstupu (ed-skripty) - volání: ed soubor ex rozšíření edu součást vi sed rozšíření edu směrem k programování edituje vstupní proud, výsledek vypisuje editovací příkazy jsou součástí volání: sed příkazy [soubor. . . ] nebo: sed -f příkazový_soubor [soubor. . . ] ed Operační systém typu UNIX 108
ex - rozšíření příkazů (I) • adresy mohou být odděleny středníkem - první řádka se stává aktuální • rozšíření příkazu substitute – : s/regexp/repl/c … nahrazení s potvrzováním (y
ex - rozšíření příkazů (II) : sh, : !cmd … spuštění shellu, příkazu : so(urce) … provedení souboru : w, : w!, : w>> … zápis souboru (do read-only souboru) : x, : wq … zápis a ukončení editace : q, : q! … ukončení editace (bez uložení změn) : n[!], : e[!] [file] … editace dalšího souboru (% značí aktuální jméno souboru, # alternativní jméno), pojmenované buffery, poslední regexp a příkaz se nemažou – : ab word string, : una … zkratka – : map[!] {char |#n] string, : unm … mapování znaku resp. funkční klávesy (pro režim vstupu); řídící znaky přes ^V – – – Operační systém typu UNIX 110
Nastavení editoru vi Nastavování příkazem : set • autoindent, ai. . . odsazování nových řádek [noai] • directory=dir, dir. . . pracovní adresář [=/tmp] • ignorecase, ic. . . ignorecase při hledání [noic] • number, nu. . . čísla řádek [nonu] • shell=path, sh. . . cesta k shellu [=/bin/sh] • showmatch, sm. . . hledání závorek [nosm] • tabstop=n, ts. . . velikost tabelátoru [=8] • wrapscan, ws. . . hledání přes konec souboru [ws] • wrapmargin=n, wm. . . pravý okraj pro zalamování [=0] Operační systém typu UNIX 111
Předvolby ex a vi Před spuštěním editoru se provedou ex-příkazy uložené v: • proměnné EXINIT • domovském adresáři ve scriptu. exrc • aktuálním adresáři ve scriptu. exrc pokud je nastavena volba exrc (implicitně vypnuta) Příkazy se zapisují bez úvodní dvojtečky (jako v ex). Operační systém typu UNIX 112
Podmíněná substituce proměnných zápis hodnota, je-li proměnná name definována nedefinována ${name: -value} $name value ${name: +value} value ““ ${name: =value} $name ${name: ? value} $name Operační systém typu UNIX value +nastavení name=value ““ +echo value a exit 113
Postup zpracování řádky 1. rozdělení řádky na atomy 2. zpracování řídících operátorů 3. zpracování operátorů přesměrování 4. náhrada proměnných 5. náhrada vložených příkazů 6. definice proměnných 7. rozdělení na pole 8. náhrada expanzních znaků 9. zrušení escape-sekvencí Operační systém typu UNIX 114
Makra (make) • definice makra: name = string • • • pokračování vkládá mezeru nedefinovaná makra jsou prázdná nezáleží na pořadí definic nelze předefinovat definice na příkazové řádce: make target name=string • vyvolání makra: $name, ${name} nebo (name) • systémové proměnné jsou makry Operační systém typu UNIX 115
Předdefinovaná makra Kromě standardních maker (__DATE__, __FILE__, __LINE__, __cplus, apod. ) jsou v UNIXu zavedena další makra jako unix je vždy definováno v prostředí UNIXu mips, i 386, . . . hardwarová architektura __osf__, . . . klon operačního systému Sun. OS verze operačního systému _POSIX_SOURCE, _XOPEN_SOURCE, _ANSI_C_SOURCE překlad podle příslušné normy Operační systém typu UNIX 116


