UNIX 入門

unix/Home

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UNIX とは

• オペレーティングシステム (OS) のひとつ。
• はるか昔から開発されている OS。
• Windows 、 MacOS X などと同じ。
  • ひとつの計算機をみんなで使う時代から使われている。
  • ウィンドウシステムとかマウスとかない時代から使われている。
• 特徴
  • 安定 している。
  • 24 時間稼動が当たり前。
  • マルチユーザーでの使用にきちんと対応している。
    • CUI なインターフェイス

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なぜ UNIX か

• ロボットを動かす PC で使用するため。
  • ROS は Linux 上のほう動かしやすい。
  • 安定して動作する。
• UNIX の種類
  • Linux
    • Ubuntu <- 今回はこれを使用する。
    • RedHat
  • MaxOS X
  • FreeBSD
  • HP-UX、 Solaris …

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UNIX を使う上での注意点

• 何をしているか 理解して実行すること。
  • 「なんとなく」では動かない。
  • (権限があれば)簡単に 危険なこと ができる。
    • ファイルを全消去する。
    • 設定を変更する。
    • PC をフリーズさせる。
• CUI での開発 に慣れる。
  • キーボードで操作する。
  • マウスは触るな！

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ファイルシステム

• / (ルートディレクトリ)を根とする木構造。
  • 区切り文字は/。
  • ルートディレクトリからのパスで一意に決まる。
    • /home/usrs/moto/hoe.txtなど。
• 最近は日本語名のディレクトリ/ファイルも作れる。
  • が、何かとトラブルの元なのでやらない方がよい。

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ホームディレクトリ

• ログインしたときのディレクトリ。
  • /etc/passwd内に定義されている。
  • 個人設定ファイルは大抵ここに置く。
  • デスクトップとは別物である。
• 省略した記述は「~（チルダ）」。
  • 環境変数HOMEに自動でセットされる。
  • echo $HOMEで確認できる。
  • 他人のホームディレクトリは~account。

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ディレクトリ関連のコマンド

• 表示
  • ls，pwd
• 作成、移動
  • mkdir，rmdir
  • cd
• ディレクトリの 指定方法。
  • 絶対パス：ルートディレクトリからのパス。
  • 相対パス：現在位置からのパス。
• 特別な記号
  • 「.（ピリオド）」：現在のディレクトリ。
  • 「..」：ひとつ上のディレクトリ。

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ファイル操作関連のコマンド

• 作成
  • touch，cp
• 移動、名前の変更、消去
  • mv，rm
• 中身の表示、計測
  • cat，more，less，wc
• 正規表現によるファイル（やディレクトリ）の指定方法。
  • 「*（アスタリスク）」：任意の文字列（0 文字でも可）を表す。
  • 「?」：任意の 1 文字を表す。
    • */a*.??のように使う。

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検索

• find： ファイル自体 の検索を行う。
  • 以降のコマンド入力において$は入力プロンプト（入力を促す記号）であり、演習時にタイプする必要はない。
• ファイル名で検索できる。

$ find . -name hoe.txt -print

• 最終更新日時が 10 日以内であるファイルを検索するコマンド。

$ find . -mtime -10 -print
.
./.config/dconf
./.config/dconf/user
./.config/google-chrome
./.config/google-chrome/WidevineCdm
...

• 検索されたファイルに対してコマンドを適用なども可能。
  • （例）最終アクセス日時が 1 月以上昔のファイルを消去する。
• grep：テキストファイルの 中身 を検索する。
  • 文字列が書かれているファイルを検索する。

$ grep "hoe" *.txt

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標準入力と標準出力

• UNIX のコマンドは、通常 3 つの入出力 を持つ。
  • 標準入力。
  • 標準出力、標準エラー出力。
• gets()やprintf()は、標準入力/出力とのやりとり。
  • キーボードからの入力や画面への出力ではない。
• 通常は標準入力はキーボードに、標準出力は画面に接続している。
  • 標準エラー出力も画面に接続している。

接続先は変更が可能

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パイプとリダイレクト

• あるコマンドの標準出力を別のコマンドの標準入力に継ぐ。
  • パイプ ：「|」
  • （例）grep --help | less、ls | wcなど。
• ファイルの中身を標準入力に入れるには リダイレクト ：「<」
  • （例）wc < file.txt
  • 標準出力をファイルに書き出す（>）も可能。

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コマンドの使い方がわからないとき

• ヘルプの表示方法。
  • だいたいcommand -h、command --helpで表示される。
  • 簡単な使い方を表示できる。
• オンラインマニュアル

$ man grep # この例ではgrepコマンドのマニュアルを表示
GREP(1)                                                                         User Commands                                                                         GREP(1)

NAME
       grep, egrep, fgrep, rgrep - print lines matching a pattern

SYNOPSIS
       grep [OPTIONS] PATTERN [FILE...]
...
# 'q'キーで終了

• 概要から使い方まで調べられる。
• インターネット検索の前にチェックすること。

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実習(1)

• 色々なディレクトリに行って中身を見てみる。

• 例えば

  • ホームディレクトリ以下の中身をみる。
  • ルートディレクトリの中身を見る。
  • /etc/passwd等の設定ファイルを見てみる。
  • 他人のホームディレクトリを覗く。
  • findやgrepを使って検索してみる。
• いろいろなコマンドを試し、結果を見てみること

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権限の管理

• UNIX は複数のユーザーが同時に利用する。
  • 勝手に書き替えたりされては大変なことになる。
  • 重要な設定ファイルは管理者だけが変更できるようにしたい。
• 基本方針
  • 個別のファイルやディレクトリごとに持ち主を定義する。
  • 持ち主を含め、何ができ、何は禁止なのか定義する。
    • 設定によっては持ち主も読めないファイルもできる。

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権限の設定

• 権限の設定は 3 種類。
  • 読み取り、書き込み、実行可能。
• 権限の設定対象も 3 種類。
  • 自分、同じグループ、他人。
• 結局、3×3=9 個の権限を設定できる。
  • rwxrwxrwxと、9 文字で表現する。
  • ls -lで確認可能。

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グループ

• ユーザは少なくとも 1 つのグループに所属する。
  • 一般ユーザ、管理者、同じ開発グループ…
• グループに権限を与えると次のような権限設定ができる。
  • グループメンバーだけ読める。
  • グループメンバーだけ書き替えできる。
  • グループメンバーだけ実行できる。
• グループの所属設定。
  • /etc/group
  • 自分についての情報はidコマンドで確認可能。

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ディレクトリに対する権限

• ディレクトリについても、同じように権限を設定できる。
  • r : ディレクトリ内のファイル一覧が見られる。
  • w : ディレクトリ内にファイル等を作成・削除可能。
  • x : ディレクトリ内に(cdで)移動可能。
• どう設定するか
  • 通常 : rwxr-xr-x
  • 秘密なディレクトリ : rwx------
  • 特殊な設定 : rwxrwxrwt
    • 誰でも作成可能だが、作成した本人にしか削除できない。
    • スティッキービット。

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権限の設定方法

• chmodコマンド
  • (管理者以外は)持ち主だけが設定可能。
• 設定方法その 1
  • u+x，g-wといった記号で設定する。
  • 対象はu、g、o。
  • 権限は+r、-xなど。
• 設定方法その 2
  • 数字の組(755など)で設定する。
  • r=4，w=2，x=1として、許可した数字を合計する。

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実習(2)

• ディレクトリやファイルの権限を確認する。
  • ls -lで見てみる。
  • 自分の所属グループはidで確認する。
• 権限が正しく動くか確認する。

$ cd /
$ touch hoe.txt
touch: 'hoe.txt' に touch できません: 許可がありません
$ cd /tmp
$ touch hoe.txt

• 権限を変更し動作を確認する。

$ chmod u-r hoe.txt
$ less hoe.txt
hoe.txt: 許可がありません

• ディレクトリについても実施する。

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コマンドの実体

• 今まで使用してきたコマンドはどう実装されているのか。
  • 実体は、C 言語をコンパイルしてできた実行形式。
  • どこかにファイルとして存在している。
• なぜ、 lsと打つと実行できるのか。
  • lsという名前の実行形式ファイルを探して実行している。
  • 探す場所(ディレクトリ)は事前に定義されている。
• サーチパス
  • 探す場所を環境変数PATHに設定している。
  • echo $PATHで確認可能。

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関連するコマンド

• サーチパスの確認。

$ echo $PATH
/opt/ros/melodic/bin:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/usr/local/games:/snap/bin

• 実行形式ファイルの保存場所を表示する。

$ which ls
/bin/ls

• サーチパスにないファイルはどうすればよいか？
  • サーチパスに加える。

$ PATH=$PATH:/home/usrs/moto/bin
$ export PATH

• 絶対パスや相対パスで実行する。
  • /home/usrs/moto/bin/mycommand
  • ./mycommand

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コマンドファイルの中身

実行できるファイルの条件

• 実行可能の権限が与えられている。
• 実行可能な形式のファイルである。

実行可能な形式

• コンパイル済のバイナリファイル。
• 実行コマンドの指定があるテキストファイル。
• ファイルの中身はfileコマンドで表示可能。

$ file /bin/ls
/bin/ls: ELF 64-bit LSB shared object, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib64/l, for GNU/Linux 3.2.0, BuildID[sha1]=9567f9a28e66f4d7ec4baf31cfbf68d0410f0ae6, stripped

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実行コマンドの指定付きファイル

• 別のコマンド用のプログラムファイル
  • コンパイルするのではなく、直接実行する。
  • いわゆるスクリプト言語など。
• ファイルの先頭に実行するコマンドを書く。

#!python
#!/usr/bin/python
# 2行目以降は python 用のプログラム

• 実行方法（実行権限を与えておくこと）
  • ./filename.pyとするだけ。
  • /usr/bin/python ./filename.pyとしたのと同じ。

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ちょっと特殊な例

• 以下のようなファイルtextfile.txtを作成する。

#!/usr/bin/emacs -nw

textline
nextline

• 実行権限を与える。

$ chmod u+x textfile.txt

• 実行すると編集できる。

$ ./textfile.txt
（/usr/bin/emacs -nw textfile.txt と同じ）

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実習(3)

• いろいろなコマンドの保存場所を探す。

$ which less

• PATHの値を変えてみる。
  • パスを追加、削除する。
    • export PATH（内容の更新）を忘れないこと。
  • 個人設定ファイル（.bashrcなど）に書くと、次回ログイン時にも反映される。
• 実行コマンド指定付きテキストファイルを作成する。
  • 実行権限を与えて実行してみる。

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