unix-shell.tex

   1 \documentclass[paper=a4,DIV=33,pagesize,fontsize=10pt]{scrartcl}
   2 %\documentclass[paper=a4,landscape,DIV=30,pagesize,fontsize=10pt]{scrartcl}
   3 %\usepackage[T1]{fontenc}
   4 \usepackage[utf8]{inputenc}
   5 %\usepackage{ae}
   6 \usepackage{ngerman}
   7
   8 \setlength{\emergencystretch}{1ex}
   9
  10 \setcounter{secnumdepth}{-1}
  11 %\newcommand{\myitem}[1]{\subparagraph{\texttt{#1}}}
  12 \newcommand{\myitem}[1]{\noindent\textbf{\texttt{#1}}\quad}
  13 \newcommand{\myitemx}[2]{\myitem{#1\textrm{,} #2}}
  14 \newcommand{\afterexample}[1]{\newline\mbox{\verb"#1"}}
  15 \newcommand{\example}[1]{\mbox{\verb"#1"}}
  16 \newcommand{\key}[1]{\subparagraph{\textsf{#1}}}
  17 \newcommand{\strg}[1]{\key{Strg-#1}}
  18 \newcommand{\mytt}[1]{\texttt{#1}}
  19
  20 \newcommand{\dontshow}[1]{}
  21
  22 \pagestyle{empty}
  23
  24 \DeclareFontShape{OT1}{cmtt}{bx}{n}{
  25   <5><6><7><8><9><10><10.95><12><14.4><17.28><20.74><24.88>cmttb10}{}
  26
  27 \begin{document}
  28 %# Die Welt der (Unix-)Shell
  29 %oder
  30 %# Eine Seite über die Unix-Shell
  31
  32 \twocolumn
  33
  34 \begin{center}
  35 {\Large Die Welt der (Unix-)Shell}
  36
  37 \verb"harald@ccbib.org"
  38 \end{center}
  39
  40 Dieser Text soll die wichtigsten Grundlagen zusammenfassen und trotzdem
  41 so kurz sein, dass er leicht vollständig gelesen werden kann.
  42 Auch ohne alle Details zu verstehen wird der Überblick helfen, im
  43 Anlassfall schneller die gesuchte Information zu finden.
  44
  45 Einzig die Befehle \mytt{man} und \mytt{apropos} sind essenziell.
  46 Der Rest ist hoffentlich als Merkzettel nützlich.
  47
  48 Der aktuellste Sourcecode für diesen Zettel ist unter:\\
  49 \texttt{http://repo.or.cz/eineseite.git}\\
  50 bzw. \texttt{git://repo.or.cz/eineseite.git}
  51
  52 \section{Das Dateisystem}
  53 Unter Unixsystemen gibt es keine Laufwerke. Alle Dateien sind in einer
  54 abstrakten Hierarchie angeordnet, unabhängig davon auf welchem Gerät
  55 die Daten tatsächlich gespeichert sind. Das mag für Umsteiger ungewohnt
  56 wirken, hat aber den großen Vorteil, dass das Dateisystem auf allen
  57 Unixsystemen sehr ähnlich aufgebaut ist. Dadurch ist es leicht sich auf
  58 neuen Computern zurechtzufinden bzw. bei vielen Servern den Überblick
  59 nicht zu verlieren.
  60
  61 In einem Dateiort (Pfad) werden Verzeichnisnamen durch
  62 Slash ("`\texttt{/}"') getrennt.
  63 Das oberste Verzeichnis in der Hierarchie (sozusagen die Wurzel des
  64 Dateisystembaums -- auch root-Verzeichnis genannt) wird nur mit einem
  65 "`\texttt{/}"' bezeichnet. In den darunterliegenden Verzeichnissen befinden sich
  66 die Systemdateien. Im Folgenden werden die wichtigsten Verzeichnisse
  67 kurz angeführt:
  68
  69 \myitem{/etc}
  70 Hier befinden sich die Konfigurationsdateien des Systems. Das sind
  71 üblicherweise kleine Textdateien, die mit einem beliebigen Editor
  72 geöffnet werden können.
  73
  74 \myitemx{/bin}{/sbin}
  75 In diesen beiden Verzeichnissen befinden sich die wichtigsten
  76 Programme, ohne die das System nicht starten kann. Die Programme
  77 in /sbin sind nur für \texttt{root} vorgesehen.
  78
  79 \myitem{/dev}
  80 Auf unixartigen Systemen werden auch Geräte wie z.\,B. (Festplatten, Mäuse,
  81 USB-Sticks, \ldots) als Dateien repräsentiert -- dafür ist dieses
  82 Verzeichnis vorgesehen.
  83 Grund\-sätzlich kann darauf auch ähnlich wie auf normale Dateien zugegriffen
  84 werden, sofern das verwendete Programm etwas mit den Rohdaten anfangen kann.
  85
  86 \myitem{/lib}
  87 In diesem Verzeichnis befindet sich ausführbarer Code, der von verschiedenen
  88 Programmen benötigt wird.
  89 \dontshow{Z.\,B. Kernelmodule (entspricht ca. Treibern)
  90   oder dynamisch ladbaren Bibliotheken (das sind die \texttt{.dll}-Dateien
  91   unter Windows).
  92 }
  93
  94 \myitem{/home}
  95 Der Ort für die Daten der Benutzer. Es gibt kein wirklich einheitliches
  96 Format, aber üblich ist, dass es für jeden Benutzer ein
  97 Unterverzeichnis (sein sogenanntes HOME-Verzeichnis)
  98 gibt, in dem alle seine (privaten) Daten liegen.
  99
 100 \myitem{/var/log}
 101 In \texttt{/var} speichern Programme ihre Betriebsdaten, um die sich
 102 der Benutzer normalerweise nicht kümmern muss. \texttt{/var/log} ist von
 103 besonderem Interesse: Hier liegen
 104 zahlreiche Logfiles. Das sind Dateien, in denen protokolliert wird, was das
 105 System gerade macht. Wenn irgendetwas nicht funktioniert, dann finden
 106 sich in den Logfiles oft wichtige Hinweise auf die Ursache.
 107
 108 \myitem{/proc}
 109 In diesem Verzeichnis sind keine normalen Dateien (vgl. mit \texttt{/dev})
 110 sondern "`virtuelle Dateien"', die das System beschreiben: Welche
 111 Treiber sind geladen, welche Hardware wurde erkannt, welche Programme
 112 laufen gerade, \ldots
 113
 114 \myitem{/usr}
 115 Der Großteil des Systems, also zum Beispiel alle
 116 Programme die nicht zum Booten des Rechners notwendig sind. Der
 117 Aufbau erinnert ein bisschen an das Wurzelverzeichnis selbst.
 118
 119 \myitem{/usr/share}
 120 Zusätzliche Daten, die die Funktionalität von Programmen erweitern oder
 121 ergänzen; z.\,B. Schriften, Logos, Skripte, \ldots
 122
 123 \myitem{/usr/share/doc}
 124 Sofern vorhanden: Dokumentation.
 125 \dontshow{Hängt stark von der verwendeten Distribution ab,
 126   wie das organisiert ist.}
 127
 128 \section{Befehle}
 129 Die Shell führt jede eingegebene Zeile als Befehl aus. Eine typische
 130 Befehlszeile beginnt mit dem Namen des Befehls gefolgt von optionalen
 131 Argumenten.
 132 Es gibt ein paar Sonderzeichen mit Spezialeffekten,
 133 außerdem bietet die Shell auch einfache Programmierkonstrukte
 134 wie Variablen und Schleifen, mit denen große Aufgaben (z.\,B. das Umbenennen
 135 von vielen Dateien) automatisiert werden können. Ein paar Beispiele\dontshow{,
 136 nach Komplexität geordnet}:
 137 \begin{verbatim}
 138 help
 139 man sh
 140 ls -l /var/log >logfiles.txt
 141 grep log logfiles.txt | wc
 142 for i in *; do echo $i; done
 143 for i in *.JPG; do mv $i $(basename $i JPG)jpg; done
 144 \end{verbatim}
 145
 146 Die Ausgabe eines Befehls wird normalerweise
 147 am Bildschirm angezeigt, kann aber (mit "`\verb">""')
 148 in eine Datei umgeleitet oder (mit einem sog. Pipe-Symbol "`\verb"|""')
 149 als Eingabe für einen weiteren Befehl verwendet werden.
 150
 151
 152 \subsection{Übersicht der wichtigsten Befehle}
 153 \myitem{cd}
 154 Wechselt das Verzeichnis. Es können absolute Pfade angegeben werden,
 155 wie \example{cd /lib} oder relative \example{cd modules}.
 156 Als Besonderheit gibt es in \emph{jedem} Verzeichnis einen Eintrag
 157 \mytt{..} (zwei Punkte), der das jeweils darüberliegende Verzeichnis
 158 meint. Also mit \example{cd ..} kommt man aus einem Verzeichnis heraus.
 159
 160 \myitem{ls}
 161 Zeigt den Inhalt des Verzeichnis an. Die Optionen \texttt{-a} (versteckte
 162 Dateien anzeigen) und \texttt{-l} (Details anzeigen) sind besonders
 163 wichtig.
 164
 165 \myitem{echo}
 166 Gibt alle Argumente auf dem Standardausgabegerät aus. -- Für Umsteiger ist
 167 es vielleicht befremdlich, dass es für so eine einfache Aufgabe ein
 168 eigenes Programm gibt. Tatsächlich gehört \texttt{echo} aber zu den
 169 wichtigsten Tools, die auf absolut jedem Linuxsystem installiert sind.
 170
 171 \myitem{cat}
 172 Alle Argumente werden als Dateien aufgefasst und eine nach der anderen
 173 auf der Standardausgabe ausgegeben. Unter anderem praktisch um kleine
 174 Textdateien am Bildschirm anzuzeigen.
 175
 176 \myitemx{more}{less}
 177 Ähnlich wie \texttt{cat} aber mit dem Unterschied, dass nur maximal
 178 eine Bildschirmseite angezeigt wird. Mit der Leertaste kann man
 179 weiterblättern. \texttt{less} erlaubt außerdem das Zurückscrollen
 180 mit den Pfeiltasten.
 181
 182 \myitem{man}
 183 Auf Unixsystemen gibt es normalerweise zu jedem Programm eine
 184 manual page (Handbuchseite). \texttt{man} mit einem Befehlsnamen als
 185 Argument zeigt diese
 186 Handbuchseite an. Dies ist meist der schnellste Weg, um herauszufinden,
 187 welche Argumente ein Befehl versteht bzw. was eine bestimmte Option
 188 bedeutet.
 189 Beispiel: \example{man man}
 190
 191 \myitem{apropos}
 192 Jede manual page hat eine Kurzbeschreibung.
 193 Die Argumente von \texttt{apropos} sind Suchwörter. Alle passenden
 194 Kurzbeschreibungen werden ausgegeben. Das ist sehr praktisch, wenn man
 195 für eine bestimmte Aufgabe einen Befehl sucht, dessen Namen man vergessen
 196 hat. Die interessanten Befehle aus der ausgegebenen Liste kann man dann
 197 mit \texttt{man} genauer nachlesen.
 198 Beispiel: \example{apropos page}
 199
 200 \myitem{whatis}
 201 Gibt zu einem Befehl die Kurzbeschreibung aus.
 202
 203 \myitem{ssh}
 204 Über eine verschlüsselte Verbindung mit der Shell auf einem anderen
 205 Rechner im Netzwerk oder Internet verbinden. Z.\,B.
 206 \example{ssh root@192.168.0.1}
 207
 208 \myitem{sudo}
 209 Einen Befehl mit Administratorrechten ausführen. Es ist wesentlich
 210 sicherer als normaler Benutzer zu arbeiten und nur ausgewählte
 211 Befehle mit \texttt{sudo} zu starten anstatt immer als Administrator
 212 zu arbeiten.
 213
 214 \myitem{sudoedit}
 215 Eine geschützte Datei bearbeiten.
 216
 217 \myitem{exit}
 218 Die Shell beenden.
 219
 220 \myitem{cp}
 221 Kopieren von Dateien (Verzeichnisse mit \texttt{-r}).
 222
 223 \myitem{mv}
 224 Eine Datei (Verzeichnis) verschieben bzw. umbenennen.
 225
 226 \myitem{rm}
 227 Eine Datei löschen (für immer). Mit der Option \texttt{-r} werden Verzeichnisse
 228 rekursiv gelöscht. Mit \texttt{-f} werden auch schreibgeschützte
 229 Dateien gelöscht, ohne nachzufragen.
 230
 231 \myitem{mkdir}
 232 Verzeichnis anlegen.
 233
 234 \myitem{chmod}
 235 Zugriffsrechte einer Datei verändern. Unter Unix sind jeder Datei
 236 Lese-, Schreib- und Ausführungsrechte zugeordnet und zwar getrennt für
 237 den Besitzer einer Datei, die Gruppe des Besitzers und alle
 238 anderen.
 239
 240 \myitem{mount}
 241 Wie schon erwähnt gibt es unter Unix keine Laufwerksbuchstaben, sondern alle
 242 Dateien werden in einem gemeinsamen Hierarchie dargestellt. \texttt{mount}
 243 bindet den Inhalt eines neuen Datenträgers ein. Beispiel für eine
 244 Diskette: \afterexample{mount /dev/fd0 /media/floppy0}
 245
 246 \myitem{grep}
 247 Durchsucht die Eingabe nach einem Textmuster und gibt alle passenden
 248 Zeilen auf der Standardausgabe aus. Als Muster können reguläre
 249 Ausdrücke verwendet werden -- siehe manpage.
 250
 251 \myitem{gzip}
 252 Das übliche Komprimierungstool unter Unix. Mit der Option
 253 \texttt{-d} werden bereits komprimierte Dateien
 254 wieder ausgepackt. \texttt{gzip} kann allerdings keine Archive
 255 erzeugen, dafür wird meist \texttt{tar} verwendet.
 256
 257 \myitem{tar}
 258 Das Standardtool um Archive zu erzeugen und verwalten. Es gibt viele
 259 Optionen, die wichtigsten sind \texttt{-x}, \texttt{-c}, \texttt{-f},
 260 \texttt{-z}. Beispiel: \example{tar -xzf archiv.tgz}
 261
 262 \myitem{ps}
 263 Zeigt gerade am System laufende Prozesse an.
 264 Mit \texttt{-A} werden alle Prozesse angezeigt. Nützlich um zu sehen,
 265 ob ein Prozess überhaupt noch läuft und wieviel CPU-Zeit er verbraucht.
 266
 267 \myitem{kill}
 268 Einen Prozess beenden. Die Option \texttt{-9} erzwingt das sofortige
 269 Beenden, z.\,B. wenn der Prozess abgestürzt ist. Der Prozess wird als
 270 PID (siehe Ausgabe von \texttt{ps}) angegeben. Beispiel:
 271 \texttt{kill -9 1234} --- technisch gesehen sendet \mytt{kill} ein
 272 sogenanntes Signal an den Prozess. Manche Signale können auch durch
 273 Tastenkombinationen ausgelöst werden, allerdings ausgerechnet das
 274 Signal \mytt{-9}, das sofortiges Beenden erzwingt, nicht.
 275
 276 \section{Tastenkombinationen}
 277 Je nach Arbeitsumgebung gibt es eine Vielzahl verschiedener Tastenbelegungen.
 278 Hier wird nur auf die unmittelbar für die Shell wichtigsten eingegangen:
 279
 280 \strg{C}
 281 Sendet an den momentan aktiven Prozess ein sog. Interrupt-Signal. Das
 282 hat bei den meisten Programmen eine ähnliche Wirkung wie wenn es mit
 283 \texttt{kill} beendet wird.
 284
 285 \strg{Z}
 286 Sendet an den momentan aktiven Prozess ein Stop-Signal. Dadurch wird
 287 die Ausführung des Programms angehalten (und der Benutzer zurück
 288 in die Shell geworfen) ohne den Prozess wirklich zu beenden. Der
 289 Prozess kann dann z.\,B. mit dem Befehl \texttt{bg} im Hintergrund
 290 fortgesetzt werden.
 291
 292 \strg{S}
 293 Bildschirmausgabe anhalten. Das ist auf modernen Systemen selten
 294 nützlich, kann aber verwirren, wenn es unabsichtlich
 295 gedrückt wurde und der Computer scheinbar nicht mehr reagiert.
 296 Mit \textsf{Strg-Q} kann die Sperre wieder aufgehoben werden.
 297
 298 \strg{R}
 299 Die meisten Shells haben eine Befehlshistory, über die z.\,B. mit
 300 den Pfeiltasten die zuletzt verwendeten Befehle wieder aufgerufen
 301 werden können. Mit \textsf{Strg-R} kann in dieser History rückwärts
 302 inkrementell gesucht werden. Einfach ausprobieren und anfangen einen
 303 alten Befehl eingeben \ldots
 304
 305 \key{Tab}
 306 Moderne Shells können Befehle selbst vervollständigen.
 307
 308 \section{Environment}
 309 Unter Unix bekommt jeder Prozess beim Start ein sogenanntes Environment,
 310 das ist eine Liste von Variablen, die das Programm ähnlich wie
 311 eine Konfigurationsdatei verwenden kann um Einstellungen zu lesen.
 312 Es gibt also (bei manchen Programmen) zwei Möglichkeiten eine
 313 Konfiguration vorzunehmen -- über Konfigurationsdateien \emph{und}
 314 das Environment. Das kann manchmal zu Verwirrung führen \ldots
 315
 316 Der Befehl \texttt{env} zeigt das aktuelle Environment an. Mit dem
 317 Befehl \texttt{export VAR=value} wird eine Variable für die Dauer
 318 einer Shell-Sitzung gesetzt. Soll nur ein einziger Befehl mit einer
 319 bestimmten Variable ausgeführt werden, so ist die Syntax
 320 \example{LANG=C man env} um z.\,B. statt der deutschen die englische
 321 manpage von \texttt{env} zu lesen, praktisch.
 322
 323 Welche Umgebungsvariablen
 324 ein bestimmtes Programm auswertet, ist nicht allgemein festgelegt, steht
 325 aber in der manpage. Deshalb hier nur eine Liste der
 326 Meistverwendeten:
 327
 328 \myitem{PATH}
 329 Wird von der Shell verwendet um die Programme zu finden. Diese Variable
 330 ist einfach eine Liste von Verzeichnissen, in denen nach Programmen gesucht
 331 werden soll. Soll ein Programm, das in einem anderen Verzeichnis liegt,
 332 ausgeführt werden, dann muss der Pfad beim Befehlsnamen explizit
 333 mit angegeben werden.
 334
 335 \myitem{EDITOR}
 336 Es gibt Befehle (z.\,B. \texttt{sudoedit}), die einen interaktiven Editor
 337 starten. Sind mehrere Editoren installiert, so kann ein bestimmter
 338 oft über diese Variable ausgewählt werden.
 339
 340 \myitem{TERM}
 341 Informationen über das Terminal, für das die Ausgabe formatiert werden
 342 soll. Das ist wichtig, damit man, wenn man sich mit \texttt{ssh} auf
 343 einen anderen Rechner verbindet, trotzdem eine passende Ausgabe für
 344 das \emph{eigene} Terminal bekommt. Normalerweise funktioniert das
 345 alles automatisch. Folgende Werte sind üblich: \texttt{xterm},
 346 \texttt{linux}, \texttt{ansi}, \texttt{vt100}, \ldots
 347
 348 \myitem{LANG}
 349 sagt welche Spracheinstellungen verwendet werden sollen. Wichtig ist das
 350 vor allem, falls ein Programm mit deutschen Einstellungen fehlerhaft
 351 funktioniert. Dann hilft es oft, temporär \example{LANG=C} zu setzen.
 352
 353 \section{Anregungen (zum Spielen und Lesen)}
 354 \begin{flushleft}
 355 Was machen die folgenden Befehle (sofern sie installiert sind):
 356 \mytt{pwd}, \mytt{free}, \mytt{df}, \mytt{rmdir}, \mytt{passwd},
 357 \mytt{date},
 358 \mytt{info}, \mytt{killall}, \mytt{uname}, \mytt{uptime}, \mytt{chown},
 359 \mytt{find}, \mytt{whoami}, \mytt{alias}, \mytt{file}, \mytt{fg}
 360
 361 \medskip
 362 Außerdem noch ein paar interessante/lustige Dateien:
 363 \mytt{/dev/zero}, \mytt{/dev/urandom}, \mytt{/dev/null},
 364 \mytt{/proc/partitions}, \mytt{/proc/cpuinfo},
 365 \mytt{/etc/profile}, \mytt{/etc/environment}, \mytt{/etc/sudoers},
 366 \mytt{/usr/local/}
 367 \end{flushleft}
 368 \end{document}