TP1 - Premières commandes

Objectifs pédagogiques

À l’issue de ce TP, l’étudiant sera capable de :

Se repérer dans l’arborescence du système de fichiers Linux
Comprendre et utiliser les commandes de base du shell (naviguer, créer, déplacer, supprimer)
Utiliser les raccourcis clavier essentiels du terminal
Comprendre la distinction entre commandes internes et externes
Consulter l’aide en ligne (man, help) et lire un synopsis de commande
Comprendre la différence entre chemins absolus et relatifs
Manipuler les répertoires et les fichiers en ligne de commande
Utiliser les caractères jokers (wildcards) pour rechercher ou manipuler des fichiers
Appliquer la complétion automatique et les raccourcis utiles pour gagner en efficacité

Instructions

Dans tous les exercices, la chaîne $ au début de la ligne représente l'invite de commande et ne doit pas être saisie.
Pour l'instant, à chaque fois que vous ouvrez un terminal, vous êtes invité à saisir la commande suivante, (suivie, comme toujours, de la touche entrée), pour des raisons pédagogiques :

$ PS1='$ '

Barème d’interprétation des exercices

(*) = Facile : compréhension ou manipulation simple, sans logique complexe
(**) = Moyenne : nécessite réflexion ou combinaison de plusieurs commandes
(***) = Élevée : implique de structurer des répertoires/fichiers, comprendre les syntaxes avancées ou manipuler des motifs complexes

Exercice 1 : Premières commandes (*)

Qu'est-ce qu'une commande ?

Une commande est une séquence de mots se terminant par un caractère de nouvelle ligne. Autrement dit, une commande est une séquence de caractères qui se termine par la touche ⏎ Entrée. Le premier mot est le nom de la commande, les autres sont ses arguments. La commande est exécutée par le shell, qui est un programme qui interprète la ligne de commande.

$ touch file.txt

Ici la commande est touch et son argument est file.txt. Le signe $ au début de la ligne est l'invite de commande. Il ne fait pas partie de la commande.

Chaque mot de la ligne de commande est séparé par un ou plusieurs espaces. Le shell interprète les espaces comme des séparateurs entre les mots. Le shell interprète le caractère de nouvelle ligne comme la fin de la commande.

Essayez les commandes suivantes dans un terminal. Décrivez en une phrase son utilité, indiquez le nom de la commande, son nombre d'arguments et ses arguments. Par exemple, la première commande est date, elle n'a pas d'argument et son utilité est d'afficher la date et l'heure.
```
$ date
$ cal
$ cal 3 2022
$ who
$ who am i
$   who  am   i
$ uname
$ uname -m -r
$ uname -mrs
$ echo Hello, world!
$ echo       Hello,        world!
```
Appuyez sur la touche ↑ (flèche vers le haut) de votre clavier, ou bien Ctrl + P (Ctrl et P en même temps), plusieurs fois jusqu'à ce que la commande who s'affiche. Appuyez maintenant sur la touche ↓ (flèche vers le bas) ou bien tapez Ctrl + N jusqu'à ce que la commande uname -m -r s'affiche puis appuyez sur la touche entrée. Notez à quoi servent ces raccourcis et apprenez-les.
Appuyez sur Ctrl + L. Notez à quoi sert ce raccourci et apprenez-le.
Sans écrire la commande, afficher la commande cal 3 2022, sans l'exécuter (c'est-à-dire sans appuyer sur entrée).
Appuyez sur Ctrl + U. Notez à quoi sert ce raccourci et apprenez-le.
Affichez de nouveau la commande uname, sans l'écrire ni l'exécuter, puis appuyez sur Ctrl + D. Que se passe-t-il ?
Effacez la ligne de commande avec un raccourci clavier et appuyez de nouveau sur Ctrl + D. Que se passe-t-il ?
Ouvrez de nouveau un terminal Debian et appuyez plusieurs fois sur Ctrl + P. Qu'observez-vous ?
Fermez le terminal avec un raccourci clavier.

Exercice 2 : Répertoires et fichiers (**)

Ouvrez un terminal Debian et tapez la commande suivante, en respectant sa syntaxe :
```
PS1='$ '
```
Entrez la commande pwd (print working directory), c'est-à-dire afficher le nom du répertoire courant et notez ce qui est affiché à l'écran : c'est le chemin absolu de votre répertoire personnel, votre home.
Entrez la commande cd .. (change directory, avec un espace entre cd et ..) puis pwd. Répétez plusieurs fois ces deux commandes jusqu'à ce que le résultat reste le même. Que s'est-il passé ?
Entrez la commande cd (sans argument), puis pwd. Commentez.
Entrez la commande cd /, puis pwd et ls. À quoi sert la commande ls ?
Entrez la commande cd /usr/include. Utilisez la commande ls. À quoi semble servir ce répertoire ?
La commande cat (concatenate) affiche un ou plusieurs fichiers donnés en arguments (l'un après l'autre) dans le terminal. La commande wc (word count) affiche (dans cet ordre) le nombre de lignes, de mots et de caractères des fichiers donnés en arguments, puis, s'il y en a plusieurs, les sommes de ces nombres pour tous les fichiers. Affichez le contenu du fichier stdlib.h et le nombre de lignes de ce fichier.
Entrez la commande cd .., pwd et ls.
Entrez la commande cd share/man, puis pwd et ls. Pouvez-vous deviner à quoi se réfèrent certains des résultats affichés ?
Entrez la commande ls /bin. Certains noms vous sont-ils familiers ?
Le caractère ~ (qui se lit tilde) est entré au clavier avec la combinaison de touches Alt Gr-2. Entrez la commande echo ~, puis la commande cd ~. Que fait le shell au caractère ~ ?
Représentez les répertoires et fichiers mentionnés dans l'Exercice sous la forme d'un arbre (c'est-à-dire comme un arbre généalogique).

Exercice 3 : Gestion de répertoires et de fichiers (1) (**)

Chemin d'accès

La référence à une ressource (fichier ou répertoire) s'appelle un chemin d'accès (en anglais : path). Dans ce chemin, sous Linux, les noms des répertoires et éventuel fichier sont séparés par un slash / (alors qu'on utilise un antislash \ sous Windows).

Il existe deux types de chemin : absolu et relatif.

Un chemin absolu se base sur la racine de l'arborescence et commence par /, par exemple : /home/debian est le chemin abslou vers le repertoire personnel de l'utilisateur debian. Il reste valable quel que soit le contexte.
Un chemin relatif est a priori relatif au répertoire courant où se trouve l'utilisateur. ar exemple, si le répertoire courant est /home/debian, le chemin relatif ./Documents fait référence au répertoire /home/debian/Documents.Un chemin qui commence par autre chose que / ou ~ est un chemin relatif.

Le . fait référence au répertoire courant. Les .. font référence au répertoire parent.

Où se trouve ~ sur le clavier ?

Sur un clavier azerty windows, le caractère ~ (tilde) est entré au clavier avec la combinaison de touches Alt Gr + 2
Sur un clavier mac, le caractère ~ (tilde) est entré au clavier avec la combinaison de touches Alt + N

Assurez-vous d'être dans votre répertoire personnel et listez son contenu.
Entrez la commande mkdir tp_shell (pour make directory, c'est-à-dire créer un répertoire). Listez le contenu du répertoire personnel et du répertoire tp_shell.
Entrez la commande mkdir abeilles tp_shell/tp1 ~/arbres. Que fait-elle ? Parmi ses arguments, lesquels sont des chemins absolus et lesquels sont des chemins relatifs ? (indice : voir le résultat de echo ~/arbres).`

Que fait la commande suivante ?

$ mkdir -p vivant/plante/fleur tp_shell/tp1/exos/ex1/

Le shell bash (qui est votre shell par défaut) possède une fonctionnalité qui fait gagner beaucoup de temps et évite les fautes de frappe : la complétion automatique. Elle se fait avec la touche de tabulation (la touche à gauche de la touche a). Entrez les caractères suivants (la touche de tabulation ⇥ Tab est représentée ci-dessous par <Tab>) et observez le résultat dans le terminal :
```
$ mkd<Tab> vi<Tab><Tab><Tab>roses
```
Quand plusieurs choix sont possibles, la tabulation ne déclenche pas la complétion, mais en appuyant deux fois de suite sur la touche de tabulation, la liste des choix possibles est affichée : essayez avec
```
$ ls a<Tab><Tab>
```
La commande rmdir (pour remove directory) permet de supprimer des répertoires. Testez-la avec la commande
```
$ rmdir vivant tp_shell/tp1/exos/ex1
```
et supprimez le sous-répertoire tp1 du répertoire tp_shell.
La commande touch permet (entre autres) de créer des fichiers vides (normaux). Observez le résultat de la commande (exécutée depuis votre répertoire personnel) :
```
$ touch ~/arbres/hello.c abeilles/truc.txt bidule
```
en entrant
```
$ ls ~/arbres abeilles/ .
```
La commande mv pour move permet de déplacer ou renommer des fichiers. Observez avec ls le résultat de chacune des commandes suivantes :
```
$ mv arbres/hello.c arbres/bonjour.c
$ mv abeilles arbres vivant/
$ mv bidule vivant
$ mv vivant vie
```
La commande cp pour copy, permet de copier des fichiers et des répertoires. Observez le résultat des commandes suivantes :
```
$ cp vie/arbres/bonjour.c salut.c
$ mkdir copies
$ cp salut.c vie/abeilles/truc.txt copies
$ cp vie/bidule tp_shell copies
$ cp -R vie/bidule tp_shell copies
$ cp vie copie_vie
$ cp -R vie copie_vie
```
Essayez de décrire les opérations de la commande cp en fonction que son dernier argument soit un répertoire existant ou non et que l'option -R soit présente ou non. Pouvez-vous déduire l'utilité de l'option -R ?
Enfin, la commande rm (pour remove) permet de supprimer des fichiers et des répertoires. Observez le résultat des commandes suivantes :
```
$ rm vie/bidule
$ rm copies
$ rm -r copies
$ rm -R copie_vie
$ rm -i vie/arbres/bonjour.c vie/abeilles/truc.txt
```
Supprimez tous les fichiers et répertoires créés lors de cet Exercice.

Exercice 4 : Gestion de répertoires et de fichiers (2) (***)

Créez l'arborescence suivante. Le ~ représente le répertoire personnel de l'utilisateur. Seuls rapport.txt et index.html sont des fichiers normaux, les autres sont tous des répertoires. Les répertoires Mail, Rapport et Web seront créés en une seule commande à l'aide de mkdir.

stateDiagram-v2
    ~ --> Mail
    ~ --> Rapport
    ~ --> Web
    Rapport --> rapport.txt
    Rapport --> Docs
    Docs --> Afaire
    Docs --> Fait
    Web --> index.html

Utilisez la commande touch pour créer les fichiers normaux et un éditeur de texte pour leur donner un contenu.

Depuis votre répertoire personnel, exécutez les opératiorns suivantes (plusieurs solutions sont possibles) :

Allez directement dans ~/Rapport/Docs/Afaire.
De là, allez dans ~/Rapport/Docs/Fait et copiez-y le fichier rapport.txt. Rappel : le répertoire courant peut être désigné par . (un point).
Renommez cette copie rapport_copie.txt.
Revenez dans ~/Rapport.
Sans changer de répertoire, affichez le contenu du fichier index.html à l'aide de la commande cat.
Sans changer de répertoire, listez le contenu du répertoire Web.
Revenez dans ~ et supprimez toute l'arborescence de cet Exercice.

Exercice 5 : Commandes internes et commandes externes (*)

Differents types de commandes

Il existe plusieurs types de commandes : les commandes externes, les commandes internes, les fonctions du shell et les alias. Les commandes externes sont des programmes compilés ou des scripts installés sur le système. Les commandes internes (aussi appelées commandes intégrées) sont des commandes intégrées au shell. Les fonctions du shell sont des fonctions définies par l'utilisateur. Les alias sont des raccourcis pour des commandes définis par l'utilisateur.

La commande type permet de connaître le type d'une commande. Par exemple, la commande type elle-même est une commande interne :

$ type type
type is a shell builtin

Pour chacune des commandes utilsées dans les Exercices précédents, dire avec la commande type à quelle catégorie elle appartient (n'oubliez pas type).
Pouvez-vous deviner dans quels répertoires se trouvent la plupart des programmes installés sur le système ?

Exercice 6 : Obtenir l'aide (**)

Si vous êtes sur Windows et que vous utilisez WSL

Il se peut que man ne soit pas installé sur votre Debian. Vous pouvez installer man avec la commande sudo apt install manpages man-db.

Les pages du manuel

La commande man fournit l'aide pour les commandes externes. Pour les commandes internes, vous pouvez utiliser la commande help.

La command man affiche les pages du manuel de la commande donnée en argument. Les pages du manuel sont divisées en sections. La section est indiquée entre parenthèses en haut à gauche de la page.

La partie NAME décrit en une ligne ce que fait la commande. La partie SYNOPSIS décrit les syntaxes acceptées par la commande.
La partie DESCRIPTION décrit en détail ce que fait la commande. Elle liste les options et arguments acceptés par la commande.
Il peut y avoir une partie EXAMPLES qui donne des exemples d'utilisation de la commande.

Les pages du manuel peuvent être plus ou moins compréhensibles... Mais on a rarement besoin de tout comprendre.

Entrez la commande man ls. Quelles sont les options -l et -a ? Appuyez sur la touche q pour quitter l'aide et testez-les.
À l'aide du manuel, dire à quoi sert l'option -f de la commande rm et comment on peut supprimer un fichier dont le nom commence par un tiret (comme par exemple -f).
À l'aide de la commande help, afficher les pages d'aide des commandes internes echo et type.
À l'aide du manuel sur la commande touch, quelle est l'utilité de cette commande si ce n'est pas de créer des fichiers vides ?
En utilisant la commande man sur man, pouvez-vous trouver la partie qui parle des comandes internes ? Dans quelle partie les librairies sont-elles documentées (par exemple la librairie standard de C) . Selon vous quelle est la différence entre les commandes suivantes ?
```
man 1 printf
man 3 printf
```
Dans la page de manuel de mv, observer les deux premières lignes de la partie « SYNOPSIS ». Que signifient les crochets ? les points de suspension ? Si besoin, se reporter au manuel de man.

Exercice 7 : Caractères joker (***)

Caractères joker

Les caractères joker (wildcards en anglais) sont des caractères qui sont utilisés pour représenter un ou plusieurs autres caractères. Ils servent à spécifier des motifs dans les commandes.

Les caractères joker sont interprétés par le shell avant l'exécution de la commande. Le shell remplace le caractère joker par la liste des fichiers qui correspondent au motif. C'est ce qu'on appelle l'expansion des chemins.

Il existe plusieurs types de caractères joker, mais nous n'utiliserons que les plus courants : *, ? et [ ].

* sert à représenter une chaîne de caractères éventuellement vide, sauf si c'est le premier caractère de la chaîne et que la chaîne commence par un point (.);
[ ] représente un seul caractère qui est dans l'intervalle de caractères spécifié entre les crochets. Vous pouvez utiliser des intervalles, comme dans [a-z] qui représente une seule lettre minuscule ou dans [0-5] qui représente un seul chiffre entre 0 et 5. Vous pouvez inverser la recherche en commençant l'intervalle par ^ : par exemple [^0-9] représente un seul caractère qui est tout sauf un chiffre.
? représente un seul caractère quelconque;
Vous pouvez retrouver la liste des caractères joker dans le manuel de bash, à la section Pathname Expansion.

Créez un répertoire tp_joker dans votre répertoire personnel. Déplacez-vous dans ce répertoire. Créez les fichiers (vides) suivants : annee1 Annee2 annee4 annee45 annee41 annee510 annee_saucisse annee_banane bonbon.
Dans un premier temps, sans les exécuter, essayez de prédire le résultat des commandes suivantes :
```
$ echo *
$ echo *_*
$ echo [ab]*
$ echo [^ab]*
$ echo c*
$ echo ??????
```
Puis testez les.
En utilisant la commande ls, listez tous les fichiers qui :
- se terminent par 5
- commencent par annee4
- commencent par annee4 et ont au maximum 7 lettres
- commencent par annee et dont le sixième caractère n'est pas un chiffre
- contiennent la chaîne ana
- commencent par a ou A
- dont l'avant-dernier caractère est 4 ou 1
Listez tous les fichiers cachés de votre répertoire personnel (les fichiers dont le nom commence par un point).
Listez tous les fichiers dont le nom commence par std et se termine par .h dans le répertoire /usr/include et ses sous-répertoires.