Introdução ao sistema operativo UNIX

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1 Introdução ao sistema operativo UNIX < = > A B C D = E A F G H I J K L M H N O P Q R S T U V W X T U Y X ZS [ adaptado para CRC-MGI José Carlos Alves, Nov : ; ; ; Sistema Operativo UNIX (v2.1) 1 Índice Introdução Arquitectura Perspectiva do utilizador Shell Sistema de ficheiros Editor de texto vi Mecanismo de história Configuração Variáveis Programação em Shell Funções Operadores Substituição de comandos Filtros Sistema Operativo UNIX (v2.1) 2

2 Bibliografia Daniel Gilly. UNIX in a Nutshell. O'Reilly & Associates, Inc., Rebecca Thomas, Rik Farrow. UNIX Administration Guide for System V, Prentice-Hall, 1988 W. Richard Stevens. Advanced Programming in the UNIX Environment, Addison-Wesley Publishing Company, 1992 Cameron Newham & Bill Rosenblatt. Learning the BASH Shell. O'Reilly & Associates, Inc., M.S. Bach, The Design and Implementation of the UNIX Operating System, Prentice Hall S.J. Leffler et al, The Design and Implementation of the 4.3BSD UNIX Operating System, Addison-Wesley M.C. Shaw e S.S. Shaw, UNIX Internals, a System Operation Handbook, TAB Books Inc Sistema Operativo UNIX (v2.1) 3 Introdução ao UNIX Projectado por K. Thomson e D. Ritchie Multi-utilizador e multi-tarefa Aberto, modular e portável escrito em C: o Núcleo linhas de C, 500 linhas de Assembly Ambiente de programação produtivo bom ambiente de programação ferramentas de desenvolvimento de s/w combinar ferramentas Design elegante poder da simplicidade pequeno número de facilidades universais generalidade através da ausência de restrições coerente Pouco amigável poucas mensagens de erro; nomes de comandos estranhos; apenas man e apropos como ajuda Sistema Operativo UNIX (v2.1) 4 \

3 c 4 i 0 0 Perspectiva Histórica 190 UNIX PDP11 ^ _ ` _ a n e m i h p Sistema III Sistema V Sistema V release 2 Sistema V release 3 Sistema V R4 Versão 4 Versão 5.6 Versão Xenix 2.3 Xenix 3.0 Xenix 5.0 a b SUN OS SOLARIS V32 BSD 2 BSD 2.9 BSD 3 BSD 4 BSD 4.3 BSD 4.3+ BSD : d e f k g 6 : h i j e l : 8i j i : m n j e o b q r b s t 4 t u r q v 5 Sistema Operativo UNIX (v2.1) 5 Arquitectura outras aplicações nroff sh who cpp Núcleo a.out comp cc as Hardware date ld vi wc ed grep outras aplicações Sistema Operativo UNIX (v2.1) 6 ]

4 6 6 8 : f Perspectiva do Utilizador Sistema de ficheiros estrutura hierárquica tratamento de dados consistente dentro dos ficheiros manuseamento de ficheiros crescimento dinâmico de ficheiros protecção tratamento de periféricos como ficheiros Ambiente do processo programas; processos; fork; exec; who & Building blocks ls > lista mail jlopes < carta nroff -me < doc1 > doc1.out 2> errors grep tcsh /etc/paswd wc -l Sistema Operativo UNIX (v2.1) Introdução ao Núcleo U T z S z R Ž z y Š U } ~ e 6 n m i e i j 6 : } ~ 0 e 6 } h e 0 [ z y S U U [ T Š Y y Q Q W X [ T z ˆ y Y T Q W z y z W T U ˆ W Q T U U U [ T Š ˆ ˆ T z Y y Y x T Y x y z y Y [ T z Q R Y { T W Y T { z W T z U S z R Y T U U Y R X [ z R Q U U U [ T Š i } m : Œ : 6 h p p h 6 n } i h j m p h n e 6 : j } j } m } ~ e 6 } h e } ~ 0 e 6 j : ƒ j : 0 x y z { y z T Y R X [ z R Q x y z { y z T Sistema Operativo UNIX (v2.1) 8 w

5 login login: jlopes Password: You have mail $ $ grep jlopes /etc/passwd jlopes:fsd33&5:224:20:joao Correia Lopes, :/home/jlopes:/bin/tcsh $ $ passwd changing password for jlopes old password: new password: re-enter new password: $ logout ficheiros importantes: /etc/passwd /etc/group /bin/passwd.profile.login.logout.cshrc ajuda man passwd Sistema Operativo UNIX (v2.1) 9 Shell traduz linhas com comandos do utilizador em instruções ao sistema operativo sort -n notas.* > notas.ord a shell, interpretador de comandos: expande os metacaracteres parte a linha em palavras (sort, -n, notas.1, notas.2, ) verifica qual é o comando (sort), opções (-n) e argumentos (notas.1 notas.2) e instruções de E/S (> notas.ord) coloca o standard output em notas.ord encontra o comando e corre-o com as opções e argumentos espera que este termine filtros sort <in >temp; head -24 < temp; rm temp pipes sort <in head -24 grep 10 notas.* sort head -20 tail -5 mail jlopes shell scripts ficheiros com listas de comandos variáveis, funções, controlo, Sistema Operativo UNIX (v2.1) 10

6 Sistema de Ficheiros hierarquia de directórios sequência de bytes ficheiros executáveis convenções para os nomes dos ficheiros (.c.cc,.p) permissões rwx rwx rwx chmod 644 notas.1 rw- r-- r-- chmod a+r notas.* read write execute para user group others a-all, u-user, g-group, o-other caminhos: relativos ao directório de trabalho e absolutos (a partir da raiz) uso do til (cd ~/lib; ls -l ~jlopes/lib/f2) links e links simbólicos directório corrente. e directório pai.. tipos de ficheiros ordinários (regular), directórios, links simbólicos, dispositivos caracteres, dispositivos de bloco, sockets Sistema Operativo UNIX (v2.1) 11 Comandos do Sistema de Ficheiros $ ls -ltru $HOME $ vi.cshrc $ cp.login.login.bak $ mv.login.bak.login.old $ rm -ri src $ cat.login $ more /etc/passwd $ wc.logout $ grep -v jlopes /etc/passwd > passwd $ sort /etc/group $ tail passwd $ diff /etc/passwd passwd $ mkdir MAIL; pwd; cd MAIL listar directório editar ficheiro copiar ficheiro mudar o nome remover ficheiro imprimir conteúdo de ficheiros imprimir página a página contar linhas e palavras imprimir linhas contendo um padrão ordenar linhas imprimir fim do ficheiro imprimir diferenças criar directório, Sistema Operativo UNIX (v2.1) 12

7 Expansão e Filtros wildcards? qualquer carácter * qualquer cadeia de carateres [a-z] qualquer carácter do conjunto [ab0-9] idem [!conj] qualquer carácter não pertencente ao conjunto filtros cat grep sort cut sed tr concatena e imprime (copia entrada para a saída) procura cadeias na entrada ordena linhas da entrada extrai colunas da entrada edição na entrada traduz caracteres da entrada noutros caracteres entrada vinda de stdin $ cat primeira linha de texto primeira linha de texto ^D $ Sistema Operativo UNIX (v2.1) 13 Caracteres Especiais Carácter Significado ~ directório home ` substituição de comandos # comentário $ expressão comvariáveis & tarefa em background * wildcard ( início do sub-shell ) fim de sub-shell \ escape (quote) ao próximo carácter pipe [ início de conjunto de caracteres ] fim de conjunto de caracters { início de bloco de comandos } fim de bloco de comandos ; separador de comandos ' quote " quote fraco < redireciona a entrada > redireciona a saída / separação de directórios? wildcard (um só carácter)! negação Sistema Operativo UNIX (v2.1) 14

8 Caracteres Especiais (cont) metacaracteres entre ' não têm significado especial o que acontece com? $ echo 3 * 3 > 4 pode ser verdade $ echo '3 * 3 > 4 pode ser verdade' $ echo '3 * 3 > 4' pode ser verdade $ echo 3 \* 3 \> 4 pode ser verdade $ echo "3 * 3 > 4" pode ser verdade $ echo \"3 \* 3 \> 4 \" pode ser verdade $ echo '3 * 3'\'' > 4' pode ser verdade caracteres de controlo CTRL-C intr pára o comando CTRL-D eof fim da entrada CTRL-\ quit pára o comando (se CTRL-C não funcionar) CTRL-S stop pára a saída para ecrã CTRL-Q reinicia a saída para ecrã DEL, CTRL-? erase apaga último carácter CTRL-U kill apaga a linha de comando CTRL-Z susp suspende comando Sistema Operativo UNIX (v2.1) 15 Edição com o vi Comando Significado Comando Significado h move para a esquerda um carácter l move para a direita um carácter w move para a direita uma palavra b move para a esquerda uma palavra W move para o início da próxima palavra B move para o início da palavra anterior e move para o fim da palavra corrente 0 move para o início da linha ^ move para o primeiro carácter da linha $ move para o fim da linha i insere texto antes do próximo carácter a insere texto após o carácte corrente I insere texto no início da linha A insere texto no fim da linha R escreve por cima do texto dh apaga um carácter para trás dl apaga um carácter para a frente db apaga uma palavra para trás dw apaga uma palavra para a frente d$ apaga até ao fim da linha d0 apaga até ao início da linha D d$ dd 0d$ (apaga a linha) x dl (apaga um carácter para a frente) X dh (apaga um carácter para trás) k, - move uma linha para trás j, + move uma linha para a frente G vai para linha especificada /string procura string para a frente?string procura string para trás n repete procura para a frente N repete procura para trás fx move para a próxima ocorrência de x Fx move para a ocorrência anterior de x ; repete a última procura, repete a última procura na direcção oposta \ completa o nome do ficheiro * expande wildcards na linha do comando \= idem como lista ~ inverte maiúscula/minúscula. repete última acção CTRL-L refesca imagem Sistema Operativo UNIX (v2.1) 16

9 Mecanismo de História! inicia uma substituição na história!! invoca último comando!n comando n!-n comando corrente menos n!str comando mais recente começado por str!?str? comando mais recente contendo str ^s1^s2 último comando com s1 substituído por s2 history lista os comandos da história Sistema Operativo UNIX (v2.1) 1 Configuração ficheiros especiais sh:.profile csh:.login,.cshrc,.logout bash: /etc/profile,.bash_profile,.bash_login,.bash_logout,.bashrc.profile PATH=/sbin:/usr/sbin:/bin:/usr/bin:/usr/local/bin SHELL=/usr/bin/bash MANPATH=/usr/man:/usr/local/X11/man EDITOR=/usr/local/bin/emacs export EDITOR PS1= h: w $ PS2= > alias alias ls ls -F (na bash é alias ls= ls -F ) alias printall lpr * ; alias pa printall \ls (não usa alias) unalias ls (remove alias) opções ignoreeof (CTRL-D não faz logout) noclobber (>file não escreve se file existir) noglob (não expande metacaracteres) set -o (lista conjunto de opções e valores) Sistema Operativo UNIX (v2.1) 18

10 Variáveis definição nomevar=valor (na csh é set nomevar valor) pro="nao ha necessidade disto" echo "The value of \$pro is \"$pro\"." quoting dentro de " as variáveis são interpretadas pela shell dentro de ' não são interpretadas buit-in MAIL MAILCHECK CDPATH=~:src HOME PWD TERM variáveis de ambiente export varnames setenv (nome do ficheiro onde verificar a chegada de ) (frequência de verificação em segundos) (lista de directórios onde encontrar o argumento de cd) (directório de login) (directório corrente de trabalho) (tipo de terminal em uso) torna a lista de variáveis varnames em variáveis de ambiente na csh variáveis conhecidas fora da shell variáveis de ambiente algumas das buit-in HOME, PATH, PWD, MAIL,TERM, Sistema Operativo UNIX (v2.1) 19 Programação em Shell shell script ficheiro com comandos da shell source script corre o script script também, se script fôr executável e. estiver no PATH considerando o script, primavera, contendo os comandos: prima vera em execução shell: source primavera prima vera shell: primavera subshell: prima vera atenção às variáveis! apenas as variáveis de ambiente são conhecidas na subshell Estruturas de controlo if/then, for, case, while Variáveis inteiras e aritmética + - * / % << >> & ~! ^ < > <= >= ==!+ && Funções Sistema Operativo UNIX (v2.1) 20

11 Funções um script dentro do script modularidade já está em memória quando é chamada não correm em subshells quando invocado pelo nome definição (a shell guarda em memória o nome e a definição) function functname { shell comands } ou functname () { shell comands } eliminar a definição unset -f functname listar definições de funções typeset -f precedências: aliases, keywords, funções, built-ins (cd, type), scripts e programas executáveis type cmd mostra como a shell interpretará cmd Sistema Operativo UNIX (v2.1) 21 Variáveis nome associado a um local para dados normalmente são cadeias de caracteres parâmetros posicionais $1, $2, $3,, $0 $# número de parâmetros * contêm todos os parâmetros "$*" parâmetros separados pelo 1º carácter de IFS (internal field separator) "$@" "$1" "$2" "$3" "$4" "$#" parâmetros posicionais de funções, são locais outras variáveis definidas em funções são globais excepto se a definição é precedida de local valor de uma variável ${varname} echo ${10} echo ${UID}_ {} podem ser omitidos sempre que o carácter seguinte não seja letra, dígito ou _ Sistema Operativo UNIX (v2.1) 22

12 Sintaxe de operadores de strings operadores de substituição: ${var:-word} var ou word ${count:-0} ${var:=word} var ou set to word ${count:=0} ${var:?message} var ou print var: message + abort ${count:?undef} ${var:+message} message ou null ${count:+1} exemplo: considerando um ficheiro com número de cópias e título de CDs imprimir os N (6 por omissão) títulos mais comuns; top file [quantos] usando sort e head sort -nr $1 heaad -${2:-6} pattern-matching: ${var#pat} ${var##pat} ${var%pat} ${var%%pat} tamanho ${#var} se pat está no início de var, apaga a parte mais pequena e devolve se pat está no início de var, apaga a parte mais longa e devolve se pat está no fim de var, apaga a parte mais pequena e devolve se pat está no fim de var, apaga a parte mais longa e devolve devolve o número de caracters da cadeia var Sistema Operativo UNIX (v2.1) 23 Exemplo var=/home/jlopes/bin/script.made.today 1. echo ${var#/*/} 2. echo ${var##/*/} 3. echo ${var%.*} 4. echo ${var%%.*} Resultados: 1. jlopes/bin/script.made.today 2. script.made.today 3. /home/jlopes/bin/script.made 4. /home/jlopes/bin/script Sistema Operativo UNIX (v2.1) 24 \

13 Substituição de Comandos sintaxe `comando UNIX` $(comando UNIX) (na bash) tudo que o comando escrever para o stdout é devolvido pela expressão exemplo: lista os nomes dos ficheiros no directório corrente $(ls $(pwd)) funciona dentro de " exemplo1 enviar um a todos os que estão em sessão (usar who e cut) mail $(who cut -d' ' -f1) exemplo2 imprimir a lista de ficheiros modificados numa data (usar ls, grep e cut) function lsd { date=$1 ls -l grep -i "^.\{42\}$date" cut -c55- } lpr $(lsd 'Jun 31') tar cvf backup.tar $(lsd 'jun 31') Sistema Operativo UNIX (v2.1) 25 grep $ grep padrão files... -v inverte o sentido; -n dá o número das linhas filtro que procura nos ficheiros dados ou no stdin e imprime todas as linhas que verificam o padrão dado (ou num ficheiro especificado por -f) família: egrep, fgrep, agrep o padrão contém uma expressão regular (do mesmo tipo do editor ed) alguns metacaracteres das expressões regulares são comuns aos da shell $ grep '^From' $MAIL $ ls -l grep '^d' $ ls -l grep '^...rw' $ grep '^[^:]*::' /etc/passwd $ grep -v '^$' $ egrep 'Joao (Correia Lopes)' fp $ fgrep Joao /etc/passwd expressões regulares: c carácter c \c escape metacarácter c ^ no início da linha $ no fim da linha. um só carácter [...] qualquer carácter do conjunto [^...] negação r* zero ou mais ocorrências de r r+ uma ou mais ocorrências de r (¾) r? zero ou uma ocorrência de r (¾)) r1r2 r1 seguido de r2 r1 r2 r1 ou r2 (¾) (¾) apenas no egrep Sistema Operativo UNIX (v2.1) 26 ]

14 $ sed list-of-ed-comands files... sed stream editor; lê linhas da entrada, aplica-lhes o comando e escreve para o stdout -n suprime a saída por omissão comandos: a\ text coloca text na saída c\ text apaga padrão e coloca text na saída d apaga linha; lê a próxima linha i\ text insere texto dado antes do próximo output l listar linha (não ASCII ficam visíveis) p imprime linha s/old/new/p troca new por old e imprime exemplos: $ sed 's/unix/unix(tm)/g' unix > unix.new $ sed '/UNIX/d' unix > unix.new $ sed -n '/UNIX/p' unix > unix.new $ sed '1,/^$/d' $ sed /^$/,/^end/p' $ sed '$d' Sistema Operativo UNIX (v2.1) 2 w