[시스템프로그래밍/Linux] 1-3. Linux Shell & Basic Commands

1. Shell?

 Shell이란 사용자가 운영체제에 접근할 수 있도록 만들어준 인터페이스입니다.

리눅스 커널은 유저가 유저 프로그램과 인터페이싱 하기 위해서 system call이라는 인터페이스를 제공하는데, 이 system call은 functional level에서의 인터페이스이기 때문에 유저가 이를 조금 더 쉽게 명령어 기반으로 사용할 수 있도록 제공한 것이 바로 shell입니다. 

 

shell의 기본적인 기능은 다음과 같습니다. 

 - 다른 프로그램을 command line으로 실행시켜줄 수 있음

 - 운영체제 안에 있는 file, process들을 관리

 

2. Commonly Used shells

 리눅스를 설치하면 기본적으로 여러 가지 shell 프로그램이 설치되어 있습니다. 

System utility들은 bin 디렉터리 아래에 설치되어 있는데, shell 관련한 utility들은 아래와 같은 것들이 있습니다. 

 - /bin/sh     : The Bourne Shell / POSIX shell

 - /bin/csh    : C shell

 - /bin/tcsh   : Enhanced C Shell

 - /bin/ksh    : Korn shell

 - /bin/bash  : Free ksh clone

 

shell도 하나의 프로그램이기 때문에 shell을 작성하는 프로그램에 따라서 할 수 있는 동작이 달라집니다.

리눅스에서 기본적으로 사용하는 shell은 bash입니다. 

 

shell이 기본적으로 동작하는 방식은 프로그램을 계속해서 실행시키는 것입니다. 이때 사용자가 명령어를 입력하게 되면 입력받은 command를 파싱 해서(분석해서) 명령어를 알아낸 후에 이를 실행해서 커널에 전달합니다. 

while(read command line from user) {
	parse the command line
	execute the command
}

 

3. Shell Interective Use

 리눅스에 로그인을 하게 되면, shell 프로그램은 부팅과 동시에 실행이 되기 때문에 해당 터미널을 사용해서도 shell로 계속(interectively)해서 작업할 수 있습니다. 

 

 - 사용한 명령어의 history 확인 가능

 - command line editing

 - 특정 디렉터리의 file들을 볼 수 있음 (tab completion support)

 - command expansion (단어 하나만 치고 tab 누르면 해당 단어로 시작하는 명령여 확인 가능)

 - key bindings

 - spelling correction

 - job control

 

4. simple commands

 shell에서 실행할 수 있는 기본적인 단위는 'command(명령어)'입니다. 명령어는 한 단어로 쓸 수도 있고, 여러 개의 구문으로 나누어 하나의 문장처럼 사용할 수도 있습니다.

이때 첫 번째 argument는 실행하는 명령어의 이름이고, 나머지는 이 명령어를 실행하는데 뒷받침해주는 인자들입니다. 

 

argument들은 command를 실행하는데 같이 전달되어 구체적인 command의 속성을 알려줍니다. 이 option들은 file이름, 경로, 디렉터리 등이 될 수 있습니다. 

 

예를 들어, 위와 같이 입력하게 되면 ls는 command가 되고 -l과 /bin은 이 command에 대한 argument가 됩니다.

ls는 현재 디렉터리의 file list를 보여주는 명령어입니다. 뒤에 오는 -l 옵션은 file의 속성을 구체적으로 기술하는 것이고, /bin은 해당 디렉터리에 있는 file들을 보여주라는 것입니다.

또 다른 예로 tar명령어를 들어보면, command인 tar는 압축을 하는 리눅스 명령어입니다.

위와 같이 기술한다면 -c는 creat, -v는 실행되는 sequence를 출력, -f는 file이라는 옵션입니다. 따라서 c와 f가 합쳐져 압축된 파일을 생성하라는 의미가 됩니다.

결과적으로 위의 명령을 수행하면 main.c와 main.h를 압축해서 archive.tar라는 하나의 압축파일을 만들게 됩니다.

 

5. Frequently Used Commands

• pwd : 현재 자신의 디렉터리 path를 보여줌
• cd : change directory
• cat : text file에 대한 내용을 읽어서 바로 display(standard output, 즉 터미널에 바로 출력)
• chmod : file에 대한 속성(access permission)을 바꿈
• vi : vi text editor을 실행
• ls : 현재 디렉터리의 파일들을 나열
• rm : remove
• mv : move ( +2개의 option이 필요)
• cp : copy (option - source file, destination file)
• touch : empty file을 생성
• mkdir : make directory
• rmdir : remove directory
• more : 터미널 창에서 나열되는 정보들이 창을 넘어갈 경우, 정보를 터미널 창에 맞도록 끊어서 출력
• od : binary file 출력
• ln : 파일에 대한 link를 만듦 (symbolic or hard link)
• file : 해당 file에 대한 속성을 출력
• passwd : password 변경
• split : file을 다른 file로 분할

6. Linux manual sections

shell command에 대한 속성/사용방법에 대해 더 자세히 알고 싶을 경우 man이라는 keyword를 사용하면 됩니다. 

   man [section number][keyword]

e.g. $ man 3 printf // printf의 정보를 볼 수 있음

Manual Section numbers
1 : Executable programs or shell commands
2 : System calls
3 : Library calls
4 : Special files
5 : File formats and conventions
6 : Games
7 : Miscellaneous
8 : System administration commands (usually only for root)

7. Linux File System

 리눅스 파일 시스템은 루트를 기반으로 한 계층적 트리구조입니다. directory는 windows의 폴더와 유사한 개념으로 파일을 담을 수 있는 공간입니다. 

가장 위에 루트(/)가 존재하고, 아래에 디렉터리들이 존재하며 그 디렉터리 아래에는 디렉터리가 있을 수도 있고 파일이 있을 수도 있습니다.

 

bin 디렉터리에는 system의 binary file이 있고, boot는 booting과 관련된 file들을 가지고 있습니다. etc는 리눅스의 환경설정과 관련된 파일들을 가지고 있습니다. home 디렉터리는 이 리눅스를 사용하는 사용자 계정마다 별도의 디렉토리 공간을 할당해 주고 각자의 디렉토리 아래에서 각자의 계정을 사용할 수 있도록 관리해줍니다. usr에서는 라이브러리, 헤더 파일들을 포함하고 있습니다.

 

👩‍🏫퀴즈 Where is the home for a user 'mtk' in the above system?

 

mtk라는 유저의 home directory는

/home/mtk (root - home - mtk)

 

8. File/Directory Path

 리눅스 파일 시스템에 있는 모든 파일들은 루트로부터 시작하는 경로를 가지게 됩니다.

 e.g. /home/avr/java/Go.java

 

• Absolute path 절대 경로
  • 해당 사용자 shell의 현재 position에 상관없이 모든 파일들을 루트로부터 지정한 경로
• Relative path 상대 경로
  • 현재 사용자 position으로부터의 경로
  • '.(single dot)'을 이용해 현재 디렉터리 지정
  • '..(double dot)'을 이용해 상위(부모) 위치 지정

e.g. 현재 디렉터리가 /home/avr일 경우, 

./java -> 현재 위치(/home/arv)에서 java 디렉터리로 이동 (/home/avr/java)

../include -> 현재 위치의 상위 디렉터리에서 include로 이동

 

만약 어떤 위치에 있던지 user의 home directory로 이동하고 싶다면 '~(tild)'를 사용합니다. 

e.g. cd ~avr -> go to the home of user avr

e.g. cd ~ -> go to my home

9. File Permission

 리눅스에 존재하는 모든 파일들은 개별적으로 그 파일에 대한 접근권한을 부여할 수 있습니다. 

접근권한을 부여하는 level은 그 파일을 가지고 있는 소유자(owner), 그 소유자가 속한 그룹(group), 그리고 그것을 제외한 다른 사람들(other)로 나뉩니다. 

 

ls -l 명령어를 실행 해보면 해당 file에 대한 자세한 속성을 출력할 수 있는데, 출력된 정보에서 가장 처음으로 나와있는 정보가 owner, group, others에 대한 접근권한을 나타냅니다. 

이를 해석 해보면, owner은 read(읽기), write(쓰기), execute(실행)가 가능하고, group에 대해서는 execute, read가능, 그리고 others에 대해서는 execute만 가능합니다. 

그리고 root가 사용자이고 group은 sys인 것 또한 알 수 있습니다.

 

접근권한을 변경시키는 명령어는 chmod [permission][filename] 입니다. 

permission은 binary code로 나타내는데, 

해당 비트가 1이면 권한부여, 0이면 접근 불가를 의미합니다. 

예를 들어 'myFile.txt'라는 파일에서 owner와 grouop에는 모든 권한을 주고, others에 대해서는 read권한만 부여하고 싶다면, permission은 111111100(2)로 나타낼 수 있습니다. 이를 다시 8진수로 나타내면 774로 표현할 수 있습니다. 

따라서, 접근권한을 위와 같이 변경시키려면 $ chmod 774 myFile.txt 와 같이 나타냅니다. 

 

10. Linux Programming Process

 

11. gcc Compiler

gcc는 gnu환경에서 컴파일 할 수 있는 C컴파일러 입니다. 리눅스를 설치하면 default로 설치됩니다.

gcc라는 shell command를 이용해 컴파일 가능합니다. 

 

e.g.

gcc sample.c -> sample.c에 문법적 오류가 없을 경우 a.out(by default)라는 binary 실행파일이 생성됨

 ./a.out -> 생성된 실행파일을 실행 (./을 통해 해당 디렉토리를 지정해주는 것이 꼭 필요!)

 

gcc sample.c -o sample -> sample이라는 이름의 binary 실행파일을 생성

 

2개 이상의 파일을 컴파일 할 경우 파일 이름을 연속해서 적어주면 됩니다. 

 

e.g. 

gcc file1.c file2.c -o fileout -> file1.c와 file2.c를 컴파일 한 후 두 파일을 link하여 하나의 실행파일(fileout)을 만듬

gcc -c file1.c file2.c -> compile only and generates the object files

gcc -o fileout file1.o file2.o -> link the file1.o file2.o, then generates the fileout