processus, système de fichiers, shell

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Système d’exploitation

Première

  • pratique sous Linux avec la clé
  • résumé des commandes de base

Terminale

  • processus
  • fichier et système de fichiers (rappel)
  • avec le shell (rappel)

Processus

Processus & programme

Programme

  • description statique
  • code, suite d’instructions

Processus

  • activité dynamique, temporelle
  • vie d’un processus : création d’un processus, exécution, fin d’un processus

. . .

Un processus est une instance d’exécution d’un programme

  • plusieurs exécutions de programmes
  • plusieurs exécutions d’un même programme
  • plusieurs exécutions « simultanées » de programmes différents
  • plusieurs exécutions « simultanées » d’un même programme

P…, p…, processeur

Programme, processus… processeur

  • entité matérielle
  • désigne l’utilisation du processeur

Affectation du processeur à un processus

  • pour un temps donné
  • permet de faire progresser le processus

Choix de cette affectation = ordonnancement

  • système multiprocessus
  • choix à la charge du système d’exploitation

P…, p…, p…, parallélisme, pseudo-parallélisme

Ordonnancement

  • plusieurs processus, un processeur
  • entrelacement des processus

Deux processus

\

{height=10%}\

. . .

:::::: {.columns} ::: {.column width=“50%"} → exécution séquentielle ::: ::: {.column width=“50%"} ::: :::::

. . .

:::::: {.columns} ::: {.column width=“50%"} → exécutions parallèles (deux processeurs) ::: ::: {.column width=“50%"} {height=10%} ::: :::::

. . .

:::::: {.columns} ::: {.column width=“50%"} → exécutions entrelacées ::: ::: {.column width=“50%"} ::: :::::

. . .

:::::: {.columns} ::: {.column width=“50%"} → autre entrelacement ::: ::: {.column width=“50%"} ::: :::::

. . .

  • impression pour chacun de disposer d’un processeur
    • le système virtualise la ressource processeur

Processus = abstraction

Processus = exécution abstraite d’un programme

  • indépendante de l’avancement réel de l’exécution

Exécution d’un programme = réunion des instants d’exécution réelle du programme

  • dépend de la disponibilité du processeur

Processus = abstraction

  • désigne une entité identifiable
  • par exemple : priorité d’un processus
  • parallélisme, simultanéité, interaction… de deux processus

Compétition (race condition)

  • résultats de deux processus dépend de cet entrelacement
  • par exemple à cause d’accès partagés à un ficher…
  • danger potentiel, à éviter…

Processus & ressources

Processus = exécution d’un programme

  • requiert des ressources

Ressource

  • entité nécessaire à l’exécution d’un processus
  • ressources matérielles : processeur, périphérique…
  • ressources logicielles : variable…

Caractéristiques d’une ressource

  • état : libre, occupée
  • nombre de possibles utilisations concurrentes
    (ressource à accès multiples)

Ressources indispensables à un processus

  • mémoire propre (mémoire virtuelle)
  • contexte d’exécution (état instantané du processus)
    • pile (en mémoire)
    • registres du processeur

États d’un processus

{height=80%}

{width=90%}

Attributs d’un processus

Identification univoque

  • PID process ID
  • numéro entier pid_t{.c}

Propriétaire

  • utilisateur qui a lancé le processus, son groupe
  • détermine les droits du processus

Répertoire de travail

  • origine de l’interprétation des chemins relatifs

Hiérarchie des processus

  • création de processus… par un processus
  • chaque processus a donc un processus père
  • processus init{.c} ancêtre de tous les processus
  • héritage — répertoire de travail, etc.

Gérer les processus depuis le shell

% commande
  • création d’un processus qui va exécuter le programme commande
% ps ax
  • liste les processus
% top
  • affichage en continu des informations relatives aux processus
    • htop et atop sont des alternatives
% kill -9 pid
  • « tue » le processus désigné
    • envoi d’un signal 9
% killall nom
  • « tue » les processus désignés par leur nom

Fichier et système de fichiers

Données persistantes

Processus manipule des données

  • conserve en mémoire
  • tout au long de son exécution

Besoin de conservation des données

  • au delà de la fin du processus

Besoin de mémoriser de grandes quantités de données

  • taille supérieure à la mémoire (virtuelle)

Besoin de partage des données

  • données accessibles (simultanément) par plusieurs processus

Fichiers

  • mémoriser des données
  • sur disques — ou autres « mémoires secondaires »
  • de manière persistante

Système de fichiers

Système de fichiers = partie du système d’exploitation

  • organisation des fichiers
  • structuration, nommage, accès, protection, implantation…

Fichier = mécanisme d’abstraction

  • présentation à l’utilisateur
  • opérations permises par le système d’exploitation
    • création, lecture/écriture, déplacement, suppression…
  • … à partir d’un nom, chemin d’accès

Implantation des systèmes de fichiers

  • variées — FAT, ext2, ext4, HFS, AFS, NHS…

Répertoires

Répertoire = fichier particulier

  • mémorise la structure du système de fichiers
  • opérations contrôlées par le système d’exploitation

Fichier ordinaire

  • contient les données — suite d’octets (/bits, /blocs)
  • sans organisation particulière

Hiérarchie

Système de fichiers présente une hiérarchie

  • répertoire « contient » des fichiers
  • racine du système de fichiers
  • position courante dans la hiérarchie

Système de fichiers n’est pas une hiérarchie

  • implantation sur la machine est un ensemble de nœuds
  • un nœud = un ensemble de blocs de données
  • détails d’implémentation cachés

L’utilisateur doit savoir que le système de fichiers n’est pas une hiérarchie

  • répertoire contient une liste de noms d’entrées
  • manipulation des liens symboliques
  • manipulation des liens physiques

Système de fichiers arborescent

Le système de fichier est un arbre

  • vue simplificatrice (… sur laquelle on reviendra)
  • arbre = racine + nœuds à un parent unique + arcs

Racine

  • notée /
  • est son propre parent

Arcs ou entrées

  • nommés, tous caractères sauf \0 et /
  • éviter les espaces, les non imprimables, et non ASCII

Nœuds non terminaux

  • répertoires
  • toujours deux fils : \LARGE . \normalsize et \LARGE .. \normalsize
  • \LARGE . \normalsize désigne le nœud lui-même, \LARGE .. \normalsize désigne son père

Nœuds terminaux

  • fichiers standard
  • contiennent des données

Système de fichiers, un arbre

{width=80%}

{width=80%}

Système de fichiers, un arbre, ou presque

{height=85%}

{height=85%}

{height=85%}

Inombre - numérotation des nœuds

Inœud

  • structure de données sur le disque
  • informations relatives à un fichier : taille, dates, droits…
  • et moyen d’accès aux données

Désignation d’un fichier sur le support matériel

  • numéro d’inœud (inode)
  • (numéro de périphérique)

Association d’une numérotation à un nœud

  • lien entre le nommage et le contenu

Nommages multiples d’un nœud

  • de part les arcs \LARGE . \normalsize et \LARGE .. \normalsize
  • de part les liens physiques (à suivre…)
  • accès au même inœud - au même contenu
  • partage des modifications du contenu

Liens multiples I

Entrées multiples pour un nœud

  • plusieurs entrées (arcs)
  • d’un même répertoire ou de répertoires différents
  • désignent le même nœud

Lien physique

  • ensemble des liens désignant un même nœud
  • ensemble des chemins désignant un même nœud

Non autorisé pour les répertoires

  • assurer la cohérence de la hiérarchie

Liens multiples II

{height=90%}

Liens multiples III \ \ \ \ \ \ \ \ \ ln ../adn/adn.py src.py

{height=90%}

Liens multiples IV

% pwd
/home/diueil/duchmol/gee
% ls -a ..
.        .ssh      gee
..        adn      readme.md

% ls -li ../adn/
total 16
14255183 -rw-r--r--  1 phm  staff  1858 28 mai 12:21 adn.py
14255577 -rw-r--r--  1 phm  staff   973 28 mai 12:21 arn.py

% ln ../adn/adn.py src.py

% ls -li
total 24
14255207 -rw-r--r--  1 phm  staff    41 28 mai 12:22 bar
14255198 -rw-r--r--  1 phm  staff    31 28 mai 12:22 foo
14255183 -rw-r--r--  2 phm  staff  1858 28 mai 12:21 src.py

Différents types de fichiers

% ls -l
total 8
drwxr-xr-x  4 phm  staff  128 28 mai 12:21 adn
drwxr-xr-x  5 phm  staff  160 28 mai 12:25 gee
-rw-r--r--  1 phm  staff   32 28 mai 12:15 readme.md

Fichiers ordinaires

Répertoires

Liens symboliques

Liens symboliques I

Contient des données = chemin qui désigne un autre nœud

  • chemin absolu, ou
  • chemin relatif

Chemin désigné = chemin

  • chemin d’un répertoire, ou
  • chemin d’un fichier ordinaire

Interprétation du nom

  • le lien symbolique lui-même, ou

  • le fichier qu’il désigne

  • peut dépendre du contexte d’utilisation

    % rm symlink
    % cat symlink
    

Liens symboliques II

Création par ln -s

% ls
foo.txt
% cat foo.txt
fOOOOOOoooo.....
% ln -s foo.txt bar.txt
% ls
bar.txt   foo.txt
% ls -l
total 16
lrwxr-xr-x  1 phm  phm   7 28 mai 23:33 bar.txt -> foo.txt
-rw-r--r--  1 phm  phm  17 28 mai 23:33 foo.txt
% cat bar.txt
fOOOOOOoooo.....

Lien symbolique pas toujours valide

% rm foo.txt
% cat bar.txt
cat: bar.txt: No such file or directory

Liens symboliques III

{width=80%}

Opérations sur les fichiers

Informations

  • numéro inœud
  • type du fichier, taille…
  • dates…
  • propriétaire et groupe propriétaire
  • droits

Parcours de la hiérarchie

  • listage
  • déplacement dans la hiérarchie

Modification de la hiérarchie

  • création, destruction de nœuds
  • liens physiques et symboliques

Écriture et lecture des données des fichiers ordinaires

Shell


Très et trop brève introduction à UNIX, à l’interpréteur de commandes,
sur le portail gitlab-fil.univ-lille.fr/diu-eil-lil/bloc3/

Précisions

  • entrées-sorties, redirection
  • substitutions

Entrées-sorties

% commande [options]... [arguments]...

\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ {width=60%}

  • création d’un processus qui va exécuter le programme commande

    • entrée standard
    • sortie standard
    • associées au terminal
  • une telle commande est appelée filtre

Redirection des entrées-sorties

:::::: {.columns} ::: {.column width=“60%"}

> fichier

  • redirige la sortie standard sur le fichier

< fichier

  • redirige l’entrée standard depuis le fichier

>> fichier

  • concatène la sortie standard au fichier ::: ::: {.column width=“40%"}

. . .

% pwd
/home/diueil/duchmol/gee
% pwd > pwd.txt
% ls
pwd.txt
% cat pwd.txt
/home/diueil/duchmol/gee
% ls >> pwd.txt
% cat pwd.txt
/home/diueil/duchmol/gee
pwd.txt

::: :::::

. . .

  • possible redirection de la sortie d’erreur avec 2>, 2>> et 2>&1

cat un éditeur !

% cat > foo
Ici je tape le contenu de foo
Je finis par un Control-D en debut de ligne
^D
% cat foo
Ici je tape le contenu de foo
Je finis par un Control-D en debut de ligne
% cat >> foo
Voici la suite de foo
^D
% cat < foo
Ici je tape le contenu de foo
Je finis par un Control-D en debut de ligne
Voici la suite de foo
%

cat concatène !

% cat bar
Bar bar
% cat foo bar >> gee
% cat gee
Ici je tape le contenu de foo
Je finis par un Control-D en debut de ligne
Voici la suite de foo
Bar bar
%

Digression who, wc

Commande who affiche la liste des utilisateurs connectés

% who
marquet         tty1    Sep 24  6:39
duchmol         tty3    Sep 29 15:16
marquet         tty2    Sep 24  7:14

Commande wc compte les caractères, wc -l les lignes

% wc gee
4      23     104 gee
% wc -l < gee
4

Connecter les commandes via les pipes

  • combien d’utilisateurs connectés ?
% who > temp ; wc -l < temp ; rm temp
22

Connecter deux commandes par un « pipe »

% who | wc -l
22

. . .

\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ {width=60%}

  • Forme générale :
commande1 | commande2 | ... | commanden
  • autre exemple
% cat foo.txt bar.txt | spell -french | sort > err.txt

Substitutions

Substitutions réalisées par le shell

  • expressions régulières pour les fichiers — *.py
  • substitution de variables — $HOME
  • substitutions de commandes — $(commande)
  • protections \, " ", et ' '

Expressions régulières pour les noms de fichiers

  • ? — un caractère quelconque (y compris le .)
  • * — tout motif (y compris le vide)

\

  • [list] — un caractère quelconque de la list
  • [lower-upper] — un caractère quelconque entre lower et upper

Substitution par le shell

% ls *.py
  • la commande ls ne connaît rien de l'*
% echo *.py