Základy ovládání Linuxu Martin Mádĺık Matematický ústav Univerzity Karlovy v Praze Sokolovská 83, 186 75 Praha 8 22. červen 2010 M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 1 / 46
Obsah 1 Úvod 2 Soubory 3 Procesy 7 Kompilujeme 8 Vývojářské nástroje 9 Paralelní prostředí 4 Soubory 2 5 Edituje, archivujeme, pracujeme 6 Systém M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 2 / 46
Část I Drobný základ M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 3 / 46
Linux Linux - moderní OS Původ Volně šiřitelný Unixový operační systém, jehož původním autorem je Linus Torvalds (1991 uni Helsinky). Linux bylo označení pouze jádra systému. Současnost Dnes označuje nejen jádro systému ale i programové vybavení. Je to víceúlohový a víceuživatelský OS, na jehož vývoji se podíĺı tisíce dobrovolníků i placených programátorů. Nasazeni ve výpočtech V žebříčku 500 největších superpočítačů zaujímá linux 74,4%. Běží i na současné jedničce (Jaguar). M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 4 / 46
Linux Jádro Leží mezi aplikacemi a hardwarem, nabízí služby multitasking virtuální pamět správa paměti souborový systém práce se zařízeními přepínání knihoven, modulu sdíleni spustitelných souboru nezávislé sít ové vrstvy Verzování od 0.01 přes 1.x.y, 2.0.x, 2.2.x, 2.4.x až k 2.6.34 M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 5 / 46
Linux Distribuce Baĺıky přednastavených programů, instalační a konfigurační prostředí sdružuje dohromady linuxová distribuce. Distribuce Debian Ubuntu Gentoo Suse Fedora Mandriva a další M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 6 / 46
Uživatelé Uživatelé a Skupiny Linux je víceuživatelský operační systém. Pracuje více uživatelů, kteří se sdružují do skupin. Uživatel Jednoznačné číslo UID Jméno Heslo Náleží skupině root Uživatel s UID 0 Superuživatel - administrátor systému Příkazy adduser, userdel, rmuser, passwd M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 7 / 46
Uživatelé Uživatelé a Skupiny Linux je víceuživatelský operační systém. Pracuje více uživatelů, kteří se sdružují do skupin. Uživatel Jednoznačné číslo UID Jméno Heslo Náleží skupině root Uživatel s UID 0 Superuživatel - administrátor systému Příkazy adduser, userdel, rmuser, passwd M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 7 / 46
Uživatelé Uživatelé a Skupiny Linux je víceuživatelský operační systém. Pracuje více uživatelů, kteří se sdružují do skupin. Uživatel Jednoznačné číslo UID Jméno Heslo Náleží skupině root Uživatel s UID 0 Superuživatel - administrátor systému Příkazy adduser, userdel, rmuser, passwd M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 7 / 46
Uživatelé Skupiny Skupiny Jednoznačné číslo GID Uživatel může náležet více skupinám Příkazy addgroup, groupdel, rmgroup M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 8 / 46
Uživatelé Skupiny Skupiny Jednoznačné číslo GID Uživatel může náležet více skupinám Příkazy addgroup, groupdel, rmgroup M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 8 / 46
Uživatelé Uživatelské prostředí Systém lze ovládat dvěma způsoby: 1 konzole - tradiční terminál 2 X - grafické prostředí M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 9 / 46
Dokumentace Hledáme informace Linux, projekt GNU a další volný software nabízí různě kvalitní dokumentaci. V systému lze najít rychlou pomoc na několika místech: 1 man - stránky 2 doc - souhrn dokumentace od baĺıků 3 howto - populární návody jak na věc Ale hlavně zdrojové kódy, nebo LDP (Linux Documetation Project) a další literatura (bohužel rychle stárne) M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 10 / 46
Základní příkazy Soubor Soubor - posloupnost bajtů uložených na datovém médiu Název maximální délka názvu 255 bajtů nesmí obsahovat NULL a / některé znaky je nutné lomítkovat pomocí zpětného lomítka Název Martin na bílém koni.nepřijel.txt je sice legální název souboru, ale M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 11 / 46
Základní příkazy Práce se soubory Příkazy ls - výpis adresáře cat - výpis obsahu souboru cp - kopie souboru mv - přesun souboru rm - zrušení souboru M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 12 / 46
Základní příkazy Příkaz ls Syntax příkazu ls ls [OPTION]... [FILE]... [] - nepovinný parametr OPTION celý název (--help), zkráceně -h --reverse -r --all -a... M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 13 / 46
Základní příkazy Adresáře Příkazy mkdir - vytvoření adresáře cd - změna aktuálního adresáře rmdir - zrušení adresáře Dvě speciální jména adresářů. - tento adresář.. - nadřazený adresář skrytý název Název začínající. znamenají skrytý název Objeví se v ls -a M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 14 / 46
Vlastníci a práva Práva a Uživatelé na souborech Základní práva na soubor: r - čtení w - zápis x - spustitelnost ls -l main.tex -rw-r--r-- 1 root root 1634 2010-06-18 14:09 main.tex Vztah práv k uživateli se děĺı na 3 skupiny vlastník rw- skupina vlastníka r ostatní r M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 15 / 46
Vlastníci a práva Vlastníci souboru Příkaz chown chown [OPTION]... [OWNER][:[GROUP]] FILE... chown marty:student main.tex ls -l main.tex -rw-r--r-- 1 marty student 1634 2010-06-18 14:09 main.tex M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 16 / 46
Vlastníci a práva Práva k souboru Příkaz chmod chmod [OPTION]... MODE,[MODE]... FILE... chmod [OPTION]... OCTAL-MODE FILE... chmod 640 main.tex ls -l main.tex -rw-r----- 1 marty student 1634 2010-06-18 14:09 main.tex Základní práva na soubor: r - čtení - 4.bit w - zápis - 2.bit x - spustitelnost - 1.bit M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 17 / 46
Vlastníci a práva Práva na adresáře Adresář se ve výpisu pozná podle příznaku d ls -dl part1 drwxr-xr-x 2 root root 4096 2010-06-18 14:09 part1 Atribut x odpovídá právu výpisu adresáře M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 18 / 46
Proces a jak na něj Co je proces Procesem je nazýván spuštěný (=bežící) program. Protože ve víceprocesovém OS může běžet procesů více, je třeba je rozlišovat. PID Proces je v systému identifikován jednoznačným číslem PID OS Linux nabízí celou škálu ovládání procesů a meziprocesovou komunikaci. M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 19 / 46
Proces a jak na něj Ovládaní procesů název procesu = spuštění procesu ps - výpis běžících procesů kill - odeslání signálu procesu top, htop - komfortní nástroje pro sledovaní procesů M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 20 / 46
Proces a jak na něj Výpis procesů Příkaz ps ps [OPTION] ps PID TTY TIME CMD 5390 pts/6 00:00:00 bash 8360 pts/6 00:00:00 ps Výpis všech procesů v systému ps axf M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 21 / 46
Signály Signály Procesu lze zaslat signál - jednoduchá zpráva, informující proces o události. např. SIGQUIT - ukončeni a vygenerování core SIGTERM - žádost o ukončení SIGSEGV - segmentation fault - porušení ochrany paměti SIGHUP - signál zavěšení (využíváno např. pro změnu konfigurace) Proces reaguje na signál ihned po obdržení signálu. K původní práci se vrací až po obsloužení signálu. Signal SIGKILL vyvolá implicitní akci ukončení. Příkaz kill kill [-s signal] PID Pošle signál procesu s číslem PID. (implicitně SIGTERM) M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 22 / 46
Signály init Proces s PID číslem 1 bývá proces init: rodič všech dalších procesů. Jeho posláním je nastartovaní procesů nutných k běhu systému. Je to první proces, který spustí jádro po svém startu. M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 23 / 46
Soubor z pohledu procesů Soubory vstupu a výstupu Standardně otevřené deskriptory (popisovač pro přístup k souboru) umožňující procesu komunikovat s okoĺım. Jsou to. STDIN - deskriptor č. 0 (typicky napojeno na klávesnici) STDOUT - výstup č. 1 STDERR - výstup č. 2 M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 24 / 46
Soubor z pohledu procesů Přesměrování vstupu a výstupu do/ze souboru > do souboru ls -l > vypis.txt < ze souboru cat < vypis.txt mezi procesy - roura Napojení výstupu procesu na vstup jiného procesu ls -l wc -l M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 25 / 46
Soubor z pohledu procesů Filtery Jednoduché programy, usnadňují práci s obsahem souboru. Jsou silným nástrojem díky kolonám příkazů. head tail more less grep wc sort Příklad cat jmena.txt grep madlik wc -l M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 26 / 46
Další druhy souborů Odkazy Odkaz (link) - speciální typ souboru. Odkaz na jiný soubor (adresář). Rozlišujeme pevný odkaz a symbolický odkaz. Symbolický odkaz Obsahuje informaci o cestě k jinému souboru. Nemá svá práva, sám nenese žádnou informaci. ln -s main.tex hlavni_soubor.tex ls -l hlavni_soubor.tex lrwxrwxrwx 1 root root hlavni_soubor.tex -> main.tex Pevný odkaz Zpřístupňuje data souboru pod dalším jménem. Odkazuje přímo na metadata souboru. ln main.tex hlavni_soubor.tex M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 27 / 46
Další druhy souborů Zařízení Zařízeni jsou v linuxu další soubory (v adresáři /dev). Bloková Zařízení pracující v blocích. Disky a pod. b ve výpisu (ls -l) fd,hda, hdb,..., sda, sdb,... Znaková Zařízení pracující po znacích. Porty, myš, klávesnice... c ve výpisu ttys0, ttys1, lp0, mouse0 Přenos dat ukázka přenosu přes sériový port mezi dvěma počítači 1 echo ahoj > /dev/ttys0 2 cat /dev/ttys0 M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 28 / 46
Editujeme Textové editory Jednoduché editory sed - neinteraktivní (transformace streamu) joe, nano dnešní emacs, Xemacs přizpůsobivý a rozšiřovatelný interpret LISPu pro rozšíření (mail klient, prohĺıžeč) snadná editace programového kódu, napojení na verbovací sw a pod. gedit, kedit,... grafické editory M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 29 / 46
Editujeme Textové editory vi Pro náročné vi - od roku 1976, založen na módech práce vim - vi IMproved - značně vylepšená verze snadná a logická ovladatelnost příkazový, vkládací, ex režim utf-8, regulární výrazy, více oken, historie programátorské vlastnosti (syntax highlighting), prohledávání chyb, doplňování textu M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 30 / 46
Archivujeme Archivy GNU programy tar původní program pro práci s datovou páskou dnes výhodný pro archiv mnoha souborů implicitně bez komprese přípona.tar gzip Lempel-Ziv (LZ77) přípona.gz bzip2 Burrows-Wheeler blokové třídění, Huffmanovo kódování přípona.bz2 často spojovány.tar.gz.tar.bz2 M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 31 / 46
Archivujeme Archivy GNU programy tar původní program pro práci s datovou páskou dnes výhodný pro archiv mnoha souborů implicitně bez komprese přípona.tar gzip Lempel-Ziv (LZ77) přípona.gz bzip2 Burrows-Wheeler blokové třídění, Huffmanovo kódování přípona.bz2 často spojovány.tar.gz.tar.bz2 M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 31 / 46
Archivujeme Archivy GNU programy tar původní program pro práci s datovou páskou dnes výhodný pro archiv mnoha souborů implicitně bez komprese přípona.tar gzip Lempel-Ziv (LZ77) přípona.gz bzip2 Burrows-Wheeler blokové třídění, Huffmanovo kódování přípona.bz2 často spojovány.tar.gz.tar.bz2 M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 31 / 46
Archivujeme Archivy GNU programy tar původní program pro práci s datovou páskou dnes výhodný pro archiv mnoha souborů implicitně bez komprese přípona.tar gzip Lempel-Ziv (LZ77) přípona.gz bzip2 Burrows-Wheeler blokové třídění, Huffmanovo kódování přípona.bz2 často spojovány.tar.gz.tar.bz2 M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 31 / 46
Archivujeme Archivy GNU programy tar původní program pro práci s datovou páskou dnes výhodný pro archiv mnoha souborů implicitně bez komprese přípona.tar gzip Lempel-Ziv (LZ77) přípona.gz bzip2 Burrows-Wheeler blokové třídění, Huffmanovo kódování přípona.bz2 často spojovány.tar.gz.tar.bz2 M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 31 / 46
Archivujeme Archivy 2 Další programy arj zip rar a další nesvobodné M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 32 / 46
pracujeme Midnight Nezoufejte, není půlnoc midnight commander - GNU správce souborů/adresářů mc Dva panely, funkční klávesy, práce s archivy, ftp, a mnohé další M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 33 / 46
Co kde je Co kde je /bin /sbin /usr/bin /usr/sbin/ /usr/share/doc /var/log /var/run /tmp /mnt /dev /proc /sysfs M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 34 / 46
Disková zařízení disková zařízení Práce s diskovými zařízeními v Linuxu mount Mountování zařízení - připojení filesystému zařízení. Navázání pomocí mount na již existující adresář. mount /dev/sda1 /mnt/flash Odpojení zařízení pomocí umount umount /mnt/flash další nástroje mount - seznam připojených zařízení df - volné místo na disku du - odhad zabraného místa soubory M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 35 / 46
Zadáváme příkazy Shell - interpret příkazů Textové uživatelské rozhraní - vytváří příkazový řádek po přihlášení uživatele. Po ukončení uživatele odhlásí. Pestrá nabídka bash sh, bash csh - C shell, tcsh zsh, ksh Nejen shell, ale i mocný skriptovací nástroj (proměnné, cykly, funkce,...) Velmi komfortní ovládání (TAB - doplňování,...) M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 36 / 46
Zadáváme příkazy ssh - secure shell Zabezpečené přihlášení ke vzdálenému počítači (náhrada za telnet, rsh, rlogin). Nejde o shell, jde o komunikační program umožňující: autentizaci transparentní šifrování bezztrátovou kompresi jakýkoli přenos dat (příkazový řádek, kopírování souborů, tunelování) ssh [username@]host [command] scp [[username@]host1:]file [...] [[user@]host2:]file2 M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 37 / 46
X X - grafické prostředí X window system - základní nástroj pro vytvoření grafického prostředí. Pracuje s architekturou klient-server. Klient (aplikace) komunikuje s X-serverem (obsluha grafického hw) pomocí X protokolu. Example Ukázka lokální a vzdálené aplikace. ssh -X Správce oken Zajišt uje vzhled a umístění oken grafického prostředí. WindowMaker, Afterstep XFCE, Enlightenment a řada dalších. M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 38 / 46
X Deskopové pracovní prostředí Soubor aplikací poskytující prostředí pracovní plochy. Dvě hlavní 1 Gnome (knihovna GTK) 2 KDE (knihovna Qt) V mnoha distribucích je možné svobodně zvolit. (Ubuntu, KUbuntu) Obsahují velké množství aplikací (správa souborů, kancelářský baĺık, internetové nástroje, multimédia, tisk,...) M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 39 / 46
Kompilujeme Vývojářské nástroje Paralelní prostředí Část II Programujeme M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 40 / 46
Kompilujeme Vývojářské nástroje Paralelní prostředí Kompilátory Kompilátory Základním jazykem Linuxu je c. Jeho kompilátor v licenci GPL se jmenuje gcc. Dnes překládá jazyky ADA C C++ Fortran Java Objective-C, Objective-C++ Obsahuje preprocesor, překladač, linker. Velmi silný v optimalizacích. gcc gcc [options] file... M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 41 / 46
Kompilujeme Vývojářské nástroje Paralelní prostředí Kompilátory Kompilatory Existuje celá řada C, fortran kompilátorů volných g95 i komerčních Intel - ifort, icc The Portland Group - PGI SUN SGI a další M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 42 / 46
Kompilujeme Vývojářské nástroje Paralelní prostředí Vývoj Vývoj Tradiční přístup 1 vim - editace 2 make - kompilace 3 gdb,totalview - ladění 4 git,mercurial - verzování kódu Ucelené vývojové prostředí anjuta eclipse netbeans qtcreator M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 43 / 46
Kompilujeme Vývojářské nástroje Paralelní prostředí Cluster Výpočetní cluster Cluster Seskupeni volně vázaných počítačů - navenek mohou pracovat jako jeden stroj. OpenMosix (úprava Linuxového jádra fork()) Beowulf PVM - Parallel Virtual Machine [message passing model] (C, C++, Fortran) Chod jednoduchého clusteru vyžaduje: jednotnou databázi uživatelů sdílený diskový prostor propojení po rychlé síti speciální programovou výbavu M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 44 / 46
Kompilujeme Vývojářské nástroje Paralelní prostředí Cluster Clusterové nástroje Administrátor - paralelní shell - pdsh pdsh command Uživatel - queuing system - PBS qsub - zařazení úlohy do fronty qstat - zobrazení fronty úloh qdel - zrušení úlohy ve frontě M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 45 / 46
Kompilujeme Vývojářské nástroje Paralelní prostředí Cluster Clusterové nástroje v praxi Example Ukázka na clusteru Sněhurka, pbs popis úlohy #PBS -l nodes=nfmem24:ppn=8+nfmem24:ppn=8 #PBS -q rocket #PBS -m abe #PBS -M madlik@karlin.mff.cuni.cz #PBS -N PLANK1 export PBSBINDIR="/usr/local/sbin" # cd /usr/users/madlik/comp-problems/plank/1/ mpirun bin/run -mat_mumps_sym 0 -config params/pl.desc M. Mádĺık (MFF UK) Základy Linuxu 22. červen 2010 46 / 46