Die wichtigsten Unix-Befehle

Die Unix-Shell

Was ist das überhaupt

Prinzipiell kann man mit einem Betriebsystem auf verschiedenen Ebenen arbeiten (um z. B. Dateien zu erzeugen, zu bearbeiten, zu verschieben oder zu löschen):

• als Benutzer einer graphischen Oberfläche (GUI) indem man Programme wie den OS X Finder, Windows Explorer oder Gnome Nautilus verwendet,
• als Programmierer, indem man Funktionen des Betriebsystems aufruft,
• als Shell-Benutzer, der (scheinbar) kryptische Befehle in eine Text-Eingabe schreibt.

Und genau um diesen letzten Weg soll es hier gehen.

Im Prinzip gibt es genau fünf Gründe, wieso man eine Shell verwenden möchte:

• Es ist in der Regel schneller, etwas in einer Shell zu machen, als das äquivalente Ergebnis mit einer GUI zu erzielen.
• Shellscripte lassen sich schneller schreiben als (C-)Programme.
• Eine Shell ist in der Regel kleiner als eine GUI und beansprucht weniger Ressourcen.
• Wenn man sich über SSH auf einem anderen Rechner einloggt, bekommt man eine Shell. (Eine GUI zu bekommen ist nichttrivial.)
• In einer Shell werden Befehle für extrem einfache und extrem komplexe Vorgänge nach dem gleichen Prinzip aufgebaut. (Bei einer GUI muss man dazu oft jeweils verschiedene Werkzeuge benutzen, oder sogar Zusatzsoftware installieren.)
• Wenn man sich damit auskennt, kann man alle paar Wochen mal jemanden, der sich nicht damit auskennt, extrem verblüffen.

Verschiedene Shells

Es gibt viele Shells. Alle haben kryptische Namen und die meisten enden auf -sh. Bekannte Beispiele sind:

• sh ist die erste moderne Shell, genannt Bourne-Shell. Eine sh-kompatible Shell ist auf fast jedem Unix-System vorhanden.
• bash ist die Bourne Again SHell, ein Nachfolger von sh, und die Standardshell in den meisten Linux-Distributionen und auch im Fakultätsnetz.
• csh ist die C Shell.
• tcsh ist eine Weiterentwicklung von csh, die manche Leute mehr mögen als bash.

Im Rest dieses Artikels geht es um die bash; wer eine andere Shell benutzt, kann die Unterschiede anhand der Manpages nachlesen.

Beispiele

So lässt man sich die Dateien im aktuellen Verzeichnis anzeigen:

ls

Und so wird die Anzeige ausführlicher:

ls -l

... und mit versteckten Dateien (das sind Dateien, deren Name mit einem Punkt beginnt):

ls -la

Verzeichniswechsel:

cd      # ins Homeverzeichnis gehen
cd foo  # in das Verzeichnis foo gehen
cd ..   # ein Verzeichnis aufwärts gehen
cd .    # in das aktuelle Verzeichnis gehen (sinnlos, aber möglich)

(# ist das Kommentarzeichen der bash. # und alles, was rechts davon steht, wird ignoriert.)

Dieser Schnipsel ersetzt mit Hilfe des Texteditors vi in allen html-Dateien im aktuellen Verzeichnis eine veraltete Emailadresse:

for i in *.html; do \
        vi -c ':1,$s/alt@meinedomain.de/webmaster@meinedomain.de/g' -c ':wq' "$i"; done

So sieht es aus, wenn man auf Lesbarkeit Wert legt:

for i in *.html
do
        vi -c ':1,$s/alt@meinedomain.de/webmaster@meinedomain.de/g' -c ':wq' "$i"
done

Alternativer Weg (wobei auch die Unterverzeichnisse rekursiv bearbeitet werden):

find . -name '*.html' -type f -exec \
        vi -c ':1,$s/alt@meinedomain.de/webmaster@meinedomain.de/g' -c ':wq' '{}' ';'

Prinzipien

Die Idee der Shell ist, dass man eine relativ einfache (und aus vielen Abkürzungen bestehende) Programmiersprache hat, die man in einem Interpreter (der Shell) direkt eingeben kann - also genau das richtige Spielzeug für Informatiker.

Man kann Befehle auch in eine Datei schreiben und dann am Stück ausführen lassen. Diese Dateien heißen Shellskripte. Beispiel:

#!/bin/bash
# Das ist ein Shellskript. Die erste Zeile sagt dem Betriebssystem,
# dass es diese Datei mit Hilfe der bash interpretieren soll.
#
# Der Rest der Datei besteht aus bash-Befehlen und ist in diesem
# Fall sinnfrei (und harmlos).
FOO="foo    bar"        # eine Variable (Name links, Inhalt rechts)
                        # um das Gleichheitszeichen herum dürfen
                        # keine Leerzeichen stehen.
echo -n '$FOO = '
echo $FOO
echo -n '"$FOO" = '
echo "$FOO"
echo -n "'$FOO' = "
echo '$FOO'

Wenn man diesen Text in einer Textdatei, z. B. foo.sh, speichert und diese ausführbar macht, z. B. mit

chmod 700 foo.sh

dann kann man sie wie ein normales Unix-Programm ausführen.

Befehle

Es gibt vier Arten von einfachen Befehlen:

• shellinterne Befehle (zum Beispiel echo),
• Kontrollstrukturen der Shell (zum Beispiel while bedingung do code done),
• Aliase (primitive Makros, die dann durch etwas anderes ersetzt werden) und
• Aufrufe externer Programme (zum Beispiel vi und find).

Dabei gibt man immer den Befehl selbst gefolgt von eventuellen Parametern an. Die Parameter sind vom Befehl und untereinander durch Leerräume (typischerweise Leerzeichen) getrennt.

Befehle lassen sich auf mehrere Arten zusammenfassen:

• als Verkettung mit einem Semikolon zwischen je zwei Befehlen:

echo foo ; echo bar

• als durch geschweifte Klammern begrenzter Befehlsblock:

{ echo foo ; echo bar ; echo qux }

• als Pipeline, wobei die Befehle durch einen senkrechten Strich getrennt werden:

echo 'Umweltverschmutzung' | tr mu nü | cat -

• als logischer Ausdruck:

test -e foo.bar && echo "Datei existiert." || echo "Datei existiert nicht."

Pipe(line)s bewirken, dass die Ausgabe des ersten Befehls die Eingabe des zweiten Befehls wird; dessen Ausgabe geht zum dritten Befehl und so weiter. Da viele Unix-Programme Text produzieren, umwandeln oder lesen, ist das ein mächtiges Werkzeug, um mit einfachen Mitteln komplizierte Dinge zu machen, die in einer GUI bestenfalls dann möglich sind, wenn die Entwickler sie genau in der Form eingeplant haben. Zum Beispiel erzeugt

cat foo.txt | sort | uniq > bar.txt

die Datei bar.txt, die die sortierten Zeilen aus foo.txt ohne doppelte Zeilen enthält. Das Zeichen > lenkt dabei die Ausgabe in die Datei bar.txt um. Eleganter lässt sich das ganze als

{ sort | uniq } < foo.txt > bar.txt

schreiben. (< lenkt logischerweise die Eingabe so um, dass sie aus der Datei foo.txt kommt.)

Wenn man einen Befehl mit einem & (kaufmännisches Und) abschließt (also befehl &, das Lehrzeichen ist wichtig), so wird er im Hintergrund ausgeführt und man kann in der Shell solange etwas anderes tun. Hat man das & vergessen, kann man einen laufenden Befehl durch den Tastenkürzel <Ctrl>-Z anhalten und mit dem Kommando bg im Hintergrund fortsetzen.

Führt man ein Kommando im Vordergrund in der Shell aus und schließt sie, wird das laufende Programm in der Regel (aber nicht unbedingt) mit der Shell beendet. Besser ist es, erst das Programm und dann die Shell zu beenden.

Jeder Befehl hat seine eigene Menge von möglichen und/oder erforderlichen Argumenten, die bei jedem Befehl anders sind. Allerdings ist die Schreibweise der Argumente bei vielen Befehlen (es gibt Ausnahmen) ähnlich:

• Kurzform: -a -d -f -r, aus jeweils einem Buchstaben bestehende Argumente mit einem Bindestrich vor jedem Argument
• abgekürzte Kurzform: -adfr. Diese Form wird nicht von allen Befehlen unterstützt und kann manchmal eine sehr unerwartete Wirkung haben.
• Langform: --all --directory --force --recursive etc. Hier werden aus Worten (oder zumindest längeren Zeichenketten) geschriebe Worte von zwei Bindestrichen (manchmal aber nur einem) angeführt. Zusammenfassen kann man diese Argumente nicht. Diese Form ist bei vielen GNU-Programmen möglich.
• Parametrisierte Argumente: Manchmal gibt es Argumente, die aus einem Schalter und einem Wert bestehen, z. B. --directory /home/pub/lib, -d /home/pub/lib, --force YES, -f YES, --number 23.

Zu all diesen Regelmäßigkeiten gibt es Ausnahmen. Es ist also immer ratsam, Manpages zu konsultieren.

Was sieht man

Man hat immer zuerst einen Prompt, der im Fakultätsnetz standardmäßig so aussieht:

conde mhaecker 11 (~):

1. Vorne steht immer der Name des Rechners, auf dem man gerade eingelogt ist. In der Uni kann das zum Beispiel conde (schnell), fiesta (lahm) oder einer von vielen anderen sein. (Welcher Rechner schnell ist, hängt natürlich davon ab, wie viele hundert Studierende dort gerade versuchen, die ziemlich ressourcenlastige grafische Benutzeroberfläche KDE zu benutzen.)
2. Danach kommt der Benutzername desjenigen, dem die Shell gehört, das heißt, in wessen Namen die eingegebenen Kommandos ausgeführt werden (mhaecker ist der Benutzername von Martin Häcker).
3. Die Zahl danach gibt an, wie viele Kommandos schon in dieser Shell eingegeben wurden. (Das ist meistens nicht nützlich.)
4. Danach steht in Klammern das aktuelle Verzeichnis (~ ist eine Abkürzung für das eigene Heimatverzeichnis).

Das Aussehen und den Inhalt des Prompts kann man durch Setzen der Shellvariable PS1 anpassen. Zum Beispiel kann man durch die Eingabe von

PS1='\[\033[01;32m\]\u@\h \[\033[01;34m\]\w \$ \[\033[00m\]'

den Gentoo-Standardprompt bekommen (die Syntax der Promptbeschreibung muss nicht unbedingt verstanden werden), der die Form

estar@fiesta ~ $ 

hat (Benutzername, @, Rechnername, $), oder mit

PS1='\$'

einen extrem einfachen Prompt.

Am Prompt kann man Befehle eingeben. Nachdem ein vollständiger Befehl eingegeben wurde, lässt man mit der Eingabetaste die Shell den Befehl ausführen. Wenn die Shell damit fertig ist, erscheint wieder der Prompt.

.bashrc

Viele Sachen, zum Beispiel das Setzen eines eigenen Prompts, möchte man bei jedem Start der Shell automatisch erledigen. Bei der bash geht das, indem man die entsprechenden Befehle zur Datei .bashrc im Homeverzeichnis hinzufügt.

Bevor man .bashrc bearbeitet

• Diese Datei lässt sich so kaputtmachen, dass man keine Shell mehr öffnen kann. Also sollten alle Befehle zuerst in der Shell getestet werden.
• Damit SSH und insbesondere scp richtig funktionieren, dürfen die Befehle in .bashrc keine Ausgabe produzieren.
• Es ist sinnvoll, zuerst die Dokumentation der bash zu lesen.

Wichtige Befehle

Der Leser wird dazu aufgerufen, interessante Befehle gleich auszuprobieren. Das macht es einfacher, sich später daran zu erinnern. Außerdem sollte man die Manpages zu den einzelnen Befehlen lesen, bevor man sie ernsthaft einsetzt.

Befehl	Erklärung	Praktische Argumente
ls	list (vermute ich). Zeigt den inhalt des derzeitigen Verzeichnisses an	-a alle Dateien (auch "versteckte", die mit "." anfangen), -l Langes Format mit Anzeige vieler nützlicher Informationen zu den Dateien.
cd	change directory	"cd" bringt einen immer ins Heimverzeichnis zurück. "cd .." ins darüber liegende und "cd einVerzeichnisName" in genau das angegebene Verzeichnis
mv	move, umbenennen und bewegen von Dokumenten / Ordnern. Man kann mehrere Dateien auf einmal bewegen.	mv alterDateiname neuerDateiname
ssh	(secure shell), dient dazu sich über eine Verschlüsselte Verbindung auf einem anderen Rechner anzumelden.	-X schaltet X11 forwarding ein, wichtig wenn man graphische Programme benutzen will. benutzername@rechnerOderIPAdresse damit gibt man an auf welchen Rechner man will.
scp	(secure copy) damit kann man Dateien zwischen verschiedenen Rechnern hin und her kopieren. Z.B. von Zuhause in die Uni, für eine Abgabe.	Man benutzt es wie mv also scp quelldatei zieldatei. Liegt eine der Dateien auf einem anderen Rechner, schreibt man wie bei ssh einfach den Benutzernamen und Rechner davor scp quelldatei benutzername@rechnernameOderIPAdresse:zieldatei. Für quasi alle Betriebsysteme gibt es graphische Programme für diesen Zweck. Fugu oder Cyberduck (Mac), WinSCP (win), Nautilus oder Konqueror (Linux)
less	damit kann man komfortabel einfach Dateien anzeigen	less eineDatei zeigt die an. Während der anzeige kann man sich mit "h" eine ausführliche Hilfe anzeigen lassen. Wichtigste Kommandos: " " (space) für nächste Seite , "b" (backwards) für vorherige Seite, ansonsten Pfeiltasten. "/muster" sucht nach "muster" und man kann mit "n" zum nächsten Fundort springen. "f" geht ganz ans ende und "F" geht ganz ans ende und zeigt neue Zeilen wenn diese dazukommen sollten
grep	Sucht text in mehrere Dateien	grep suchmusterohnelehrzeichen dateieins dateizwei dateidrei...
man	show manual	man grep, man man, man less... Man kann damit eine Erklärung zu den verschiedenen Kommandos anzeigen. Nicht immer besonders hilfreich, aber dafür immer verfügbar.
gzip /gunzip	(gnu zip)	packt oder entpackt eine einzelne Datei gunzip gepackteDatei.gz
tar	tape archiver ursprünglich für backups auf Bandlaufwerke verwendet, inzwischen der standard um viele Dateien in eine Datei zu packen - z.B. um sie dann mit gzip zu komprimieren.	Man erzeugt ein gleich komprimiertes Archiv mit tar cfz komprimierteDatei.tar.gz komprimierendeDateien und entpackt es mit tar xfz komprimierteDatei.tar.gz wieder. ist das Archiv nicht komprimiert lässt man das "z" weg.
pico	ein minimaler text-editor. Sein großer Vorteil ist, das er unten am Bildschirmrand immer ein Menü anzeigt. "^" steht dabei immer für <controll>	<controll>-x um den Editor zu beenden
emacs	Ein eigenes Betriebsystem (in Lisp geschrieben). Nebenbei noch ein brauchbarer Text-Editor.	Wird mit dem Fingerbrecher <controll>-x-c (x und c nacheinander, Controlltaste dabei gedrückt halten) beendet.
Vi oder Vim	Vi ist der Unix-Standard-Texteditor und bei jedem Unix-artigen-System (wie z.B. Solaris, Linux, AIX, Irix, HP-UX, BSD) vorhanden, daher sollte man zumindest die wichtigsten Befehle beherrschen. Vim (Vi IMprooved) ist der beliebteste und mächtigste Vi-Clone und der Editor der Wahl für Leute, die keinen Lisp-Editor brauchen um ASCII-Dateien zu editieren.	Mit <escape> wechselt man in den Kommandomodus und mit i aus dem Kommandomodus in den insert Modus. Die wichtigsten Befehle im Kommandomodus: ":w" zum Speichern, ":e <dateiname>" zum Öffnen und Editieren einer Datei und ":q" zum Beenden. Mit "/<Muster>" kann man nach regulären Ausdrücken im Text suchen.
chmod	change mode Ändert die Rechte die an einer Datei hängen. Also wer sie lesen und schreiben darf und wer nicht. Wichtig wenn man mit anderen Leuten zusammenarbeiten will/muss. Das man es braucht merkt man wenn man Fehlermeldungen wie "Permission Denied" bekommt.	Optionen werde ich hier nicht erklären - aber "man chmod" hilft weiter.
grp	group administrativia damit könnt ihr euch in unix-gruppen eintragen. Wichtig wenn ihr in Gruppen Hausaufgaben erledigen wollt. Der Trick ist, das man den Zugriff auf eine Datei nur auf Gruppenmitglieder einschränken kann - sie muss also nicht immer gleich für alle sichtbar sein.	http://irb.cs.tu-berlin.de/leitfaden/arbeiten-in-gruppen.html

Wer sich seine shell-arbeitsumgebung weiter einrichten möchte, der kann sich selbst mit dem Kommando "alias" neue Befehl definieren. Damit die dann in jeder Shell zur verfügung stehen muss man sie in init-dateien eintragen. Was das ist und wie das geht kann man im offiziellen Handbuch oder bei Google nachlesen.

Unsere Programme

Noch ein Wichtiger Hinweis, viele interessante Programme, so wie Firefox und Eclipse werden von Studenten installiert und gewartet. Alle diese Programme findet Ihr im Verzeichnis "/home/pub/lib/". Es lohnt sich also ab und an einen Blick dorthin zu werfen.

Ausblick, links

Es lohnt sich zumindest, rudimentär über die Shell Bescheid zu wissen, gerade weil man an der Uni nicht daran vorbeikommt. Weiter Informationen findet Ihr in der Anleitung des Fachbereichs und überall sonst im Internet.

Es lohnt sich auch zumindest eine Shell-Script-Sprache zu beherschen. Ich bin allerdings der Meinung das man sich für diesen Zweck ruhig eine richtige Programmiersprache so wie Python oder Ruby ins mentale Boot holen sollte.