# Linux Tutorial  --- # Introduction ---- ## Q1： 什麼是 Linux? ---- ## A1: Linux 是一個作業系統，Windows 和 MacOS 也是作業系統。Linux 具有多人多工、權限管理等特性，而且 Linux 是開源且免費的。 ---- ## Q2: 為啥要用 Linux? ---- ## A2: 1. 以後大家一定會用到工作站，工作站大多是 Linux。 2. 以後要走 CS 的話 Linux 是基本中的基本。 3. 世界上現有的 server 很多都是 Linux 架的。 4. Linux 是免費的，你不用再去找什麼 Windows 破解版。而且把 Windows 和 Linux 灌在同一顆 HDD 硬碟上，Linux 的速度是 Windows 的好幾倍 ! 5. 寫 code 就要用 Linux！ ---- ## Q3: 我聽過 Unix / Linux / Ubuntu ，他們之間的關係是啥？ ---- ## A3-1: Linux 是 Unix-like (類 Unix) 的 system，除了現在大家常用的開源免費 Linux 外，MacOS 也是由正統的 Unix 系統延伸出的商業化作業系統。 ---- ## A3-2: Linux 是作業系統本身（正確來說是 kernel），只有作業系統在動的話沒有其他應用程式的話不太能做什麼事，因此就有很多廠商將 Linux kernel 和其他應用程式包一包（例如包一個桌面環境）發佈出去供大家下載，稱作 Linux 發行版（Distribution）。 ---- ## A3-3: Ubuntu 便是眾多發行版的其中之一，他包了許多工具，對新手比較友善。其他常見的發行版有 Mint、RetHat、Debian、Arch、Gentoo 等。想看更多可以點下面的連結。 [Linux Distributions - Wikipedia](https://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_Linux_distributions) --- # Basic Concept ---- ## Unix Architecture  ---- + <font color=orange>**Hardware**</font>: RAM, CPU, hard disks, mouse ... + <font color=orange>**Kernel**</font>: 負責軟體和硬體間的互動，如記憶體管理等 + <font color=orange>**Shell**</font>: 負責把我們輸入的指令轉換成 kernel 看得懂的語言讓 kernel 做事 + <font color=orange>**Applications**</font>: 各種軟體，不管是下指令執行的軟體或是有圖形介面的軟體都是 --- # Shell / Terminal ---- + <font color=orange>**Shell**</font>: 吃 input (command)，吐 output + <font color=orange>**Terminal**</font>: 偵測你的鍵盤輸入，把指令餵給 shell，把 shell 吐的 output print 給你看。 > shell = 跟 kernel 互動的程式 > terminal = 幫使用者跟 shell 互動的程式 ---- ## 開一個 terminal 吧！ 去應用程式搜尋 terminal 打開，或是按 Ctrl+Alt+T （如果你是 ubuntu）。  應該可以看到類似上圖的東西，這時 terminal 在等你輸入指令，這個叫做 command prompt ---- ## Mac OS 去 launch pad 搜尋 terminal  ---- ## WSL 開始 -> windows terminal -> Ubuntu  ---- 可以發現 prompt 的最後一個符號是 `$`，因此之後的投影片如果看到 ```shell $ command ``` 表示要輸入 `command` 這個指令，不要把 `$` 也輸入了喔。 --- # Path / Directory ---- ## 目錄樹  ---- ## 路徑表示 - `~ ` home, 家目錄，登錄後所在的目錄 - `/ ` root directory, 根目錄，所有目錄的起源 - `. ` working directory, 當前目錄 - `..` parent directory, 上一層 > 對於檔案系統，只有一個根目錄 (`/`) > 對於一個使用者，只會有一個家目錄 (ex. mark 的家目錄就會在 /home/mark) ---- ## 絕對路徑: (假設桌面現在有一個 hw 資料夾) - 以 `/` 開頭，代表是從根目錄開始算 ```shell $ cd /home/mortalhappiness/Desktop/hw ``` ---- ## 相對路徑: - 不是以 `/` 開頭，看從哪裡算起 完整路徑： ```shell $ cd /home/mortalhappiness/Desktop/hw ``` 從現在位置: ```shell $ cd ./hw # 假設現在位置在Desktop ``` 從家目錄: ```shell $ cd ~/Desktop/hw ``` 若要回到上一層（`Desktop`）: ```shell $ cd .. # 設現在位置在 hw ``` ---- ## pwd ```shell $ pwd # print working directory 可以看到現在的目錄所在 ``` ---- ## cd ```shell $ cd # change directory，前往指定的目錄 ``` 常用參數: ```shell $ cd ~ # 前往家目錄，直接打 cd + enter 也會是一樣的 $ cd /home/mortalhappiness/Desktop # 到這個目錄當中 $ cd .. # 到上一層目錄 $ cd / # 到根目錄 ``` ---- ## ls ```shell $ ls # list 列出本目錄底下有什麼檔案 ``` 常用參數: ```shell $ ls -a # 列出所有檔案，包含隱藏檔案 (檔名開頭是 . 為隱藏檔) $ ls -l # 用清單格式列出，可以看到檔案的目錄權限、時間戳、檔名 ``` Example: ```shell $ ls ~/Desktop # 列出 ~/Desktop 下的所有資料 $ ls -al # 等同於 ls -a -l ``` --- # 檔案管理與操作 ---- ## cp ```shell $ cp # copy, 複製檔案 ``` ```shell $ cp file1 file2 # 在當前目錄將 file1 另存新檔為 file2 $ cp file dir/ # 將 file 複製到某個目錄當中 $ cp -r dir1/ dir2/ # folder 的話就用 -r (recursive) ``` ---- ## mv ```shell $ mv # move, 移動或重新命名一個檔案或目錄 ``` ```shell $ mv dir1/ dir2/ # 如果 dir2 不存在就將 dir1 重新命名為 dir2 $ # 否則將整個 dir1 移動到 dir2 裡面 $ mv file dir/ # 將檔案 file 移動到目錄 dir 裡面 $ mv file1 file2 # 將檔案 file1 重新命名為 file2 ``` ---- ## rm ```shell $ rm # remove, 永久刪除檔案 ``` ```shell $ rm file # 移除 file $ rm -f *.c # 當前目錄以 .c 結尾的都強制移除 $ rm -rf dir/ # 將 dir/ 整個強制移除 $ rm -rf * # 將此目錄下所有檔案強制移除 ``` ---- ## ln link, 創立捷徑檔(soft link) ```shell $ ln -s target link_name # 創立一個 soft link $ # 從 link_name 指向 target ``` 註：不加 `-s` 是 hard link，較少用。 ---- ## touch ```shell $ touch test.txt # 新增 test.txt 這個空檔案 ``` ---- ## mkdir make directory, 新增資料夾 ```shell $ mkdir dir # 新增資料夾，名字是 dir ``` ---- ## rmdir remove directory, 移除"空"資料夾 ```shell $ rmdir dir # 移除 dir 這個空資料夾 ``` ---- ## find search for filename ```shell $ find . -name test.txt # 在此目錄底下搜尋檔名為 test.txt 的檔案 $ # 並輸出它的路徑 ``` --- # 文字 / 輸出處理 ---- ## echo 將文字印到 terminal 上 ```shell $ echo hi ``` ---- ## cat con**cat**enate files to standard output 將一個或多個檔案 print 到 terminal 上 ```shell $ cat test.txt # 把 test.txt 的內容印到 terminal 上 ``` ---- ## more 和 cat 類似，但可以用 enter 鍵往下捲動 ```shell $ more test.txt ``` ---- ## less (常搭配 pipe 使用) 和 cat 類似，但可以用上下鍵或 j/k 上下捲動 ```shell $ less test.txt ``` 按 q 離開喔 ---- ## head 印出檔案的前幾行 ``` $ head test.txt # 預設印出前10行 $ head -n 5 test.txt # 印出前5行 ``` ---- ## tail 印出檔案的後幾行 ``` $ tail test.txt # 預設印出後10行 $ tail -n 5 test.txt # 印出後5行 ``` ---- ## diff output the differences of two files ```shell $ diff test1.txt test2.txt ``` --- # I/O Redirection IO redirection可以使輸入/輸出不從standard input(鍵盤輸入)和standard output(輸出到螢幕上)來，而是導到特定檔案。 ---- ## Output redirection (>) 沒有redirection時，輸出會跑到console上： ```shell $ echo hi ``` Redirect output to `test.txt`： ```shell $ echo hi > test.txt ``` 此時console不會有output，讓我們把 `test.txt` 的內容 print 出來看看： ```shell $ cat test.txt ``` ---- ## Append mode (>>) ```shell $ # 接續剛才 $ echo hello > test.txt # > 會把檔案內容完全蓋掉 $ cat test.txt $ echo hi >> test.txt # >> 會把內容加到檔尾 $ cat test.txt ``` ---- ## Input redirection (<) `cat` 指令單獨使用時 (不加任何參數)，會把鍵盤輸入的東西 (standard input) 輸出到螢幕上 (standard output)。 ```shell $ cat ``` 試著打幾個字再按enter看看，測試完畢後按 Ctrl+D 離開。 ---- 現在把剛才的 `test.txt` 的內容重新導向到 `cat` 指令看看。 ```shell $ cat < test.txt ``` :::info :bulb: 下面這兩個指令有什麼不同呢？ ```shell $ cat test.txt ``` ```shell $ cat < test.txt ``` ::: ---- :::info A：雖然結果一樣，但概念不一樣，第一個是把 `test.txt` 當成參數，所以 `cat` 指令接收到1個參數，而 `cat` 指令接收到一個參數的動作就是把檔案裡面的東西輸出到standard output。而第二個則是 `cat` 指令接收到0個參數，`cat` 指令接收到0個參數的動作就是把鍵盤輸入 (standard input) 的東西輸出到standard output，而我們用"<"把鍵盤輸入 (standard input) 用 `test.txt` 的內容重導向，所以現在鍵盤輸入變成檔案裡面的內容， `cat` 指令就把它輸出到螢幕。 ::: --- # pipe (|) Pipe 可以把前一個指令的輸出當作是下一個指令的輸入傳下去。 ---- ## Pipe Example - less 當輸出太長時，我們常用 pipe 搭配 less 指令方便閱讀 ```shell $ seq 90 # seq 會產生一堆照順序的數字 $ seq 90 | less # 用 pipe 灌給 less 這樣就可以上下捲動 ``` ---- ## Pipe Example - grep grep 是 <font color=red>g</font>et by <font color=red>re</font>gular ex<font color=red>p</font>ression 的縮寫，可以用來過濾輸出 ```shell $ seq 90 | grep 9 # 過濾 seq 的輸出，只印出帶有 9 的字 ``` 註：grep 後面接的字串其實是 regular expression，因為時間問題這邊不教，有興趣可以自己去搜尋 regular expression 教學 --- # 檔案權限 | 權限 | 對檔案 | 對資料夾 | | ----------- | ------ | ------------ | | r (read) | 可讀 | 可 ls | | w (write) | 可寫 | 可創檔、砍檔 | | x (execute) | 可執行 | 可 cd | ---- 用 ls -l 顯示的第1欄就是權限 1. 第一個字是 - 代表是一般檔案，d 代表是資料夾 2. 接下來每三個為一組，分別代表擁有者、group、other的權限 ---- ## chmod change mode ```shell $ chmod [ugo] [+-] [rwx] file # 語法 $ chmod +x test.txt # 把 test.txt 對所有人新增 x 權限 $ chmod o-x test.txt # 把 test.txt 對 other 拔除 x 權限 ``` 把 rwx 想成二進位，r=4, w=2, x=1，可以一次指定所有權限 ```shell $ chmod 644 test.txt # 擁有者有 rw 權限, $ # group 和 other 都只有 r 權限 ``` --- # 檔案壓縮 / 解壓 ---- ## zip 壓縮檔案成zip ```shell= $ zip -r test.zip ./test/ ``` ---- ## unzip 解壓縮 zip 檔 ```shell= $ unzip test.zip ``` ---- ## tar 壓縮 / 解壓 tarball ```shell $ tar zcvf test.tar.gz test/ # 把 test 資料夾壓成 gzip tarball $ tar zxvf test.tar.gz # 解壓 gzip tarball ``` z: gzip, c: create, v: verbose, f: file, x: extract 註：最常見的是 gzip，其他還有 bzip、xz 等，參數不太一樣，有興趣可以自己查。 --- # 系統資源 ---- ## free 顯示記憶體用量 ```shell $ free -mh ``` ---- ## df 查看磁碟分區使用量 ```shell $ df -h ``` ---- ## top 看記憶體用量、哪些程式在跑、CPU loading 等 ```shell $ top ``` 按 q 離開喔 --- # 網路相關 ---- ## ssh 登入工作站 ```shell $ ssh username@hostname -p port ``` ---- ## 檔案上傳 / 下載 工作站 ```shell $ sftp -P port username@hostname ``` ### 基本 ftp 指令 - 1 | 指令 | 意義 | | -------- | ------------------------------------- | | ls | 在工作站上執行 ls | | !ls | 在本地端執行 ls | | cd | 在工作站上執行 cd | | lcd | 在本地端執行 cd | ---- ### 基本 ftp 指令 - 2 | 指令 | 意義 | | -------- | ------------------------------------- | | pwd | 在工作站上執行 pwd | | !pwd | 在本地端執行 pwd | | get file | file 是檔名，把 file 從工作站上載下來 | | put file | file 是檔名，把 file 上傳到工作站上 | ---- ## wget 下載檔案 ```shell $ # 把這張 google icon 圖片載下來 $ wget https://openthread.google.cn/images/ot-contrib-google.png ``` --- # 其他 ---- ## file 查看一個檔案的 file type ```shell $ file test.txt $ file test.zip $ file test.tar.gz ``` ---- ## clear 清掉 terminal 上所有內容。 ```shell $ clear ``` ---- ## history show command history ```shell $ history ``` ---- ## sudo execute commands as root user (superuser) ```shell sudo apt install vim ``` ---- ## type 查看一個 command 是 builtin command 還是 external command ```shell $ type cd # output: cd is a shell builtin $ type ls # output: ls is /bin/ls $ # 或是：ls is aliased to `ls --color=auto' ``` ---- ## help 查看 builtin command 的說明 ```shell $ help cd $ help help ``` ---- ## man <font color=red>[超重要的啦]</font> manual 的縮寫，收錄了各種指令的詳細說明，但不包含 builtin command ```shell $ man ls $ man man ``` ---- ## tmux Installation ```shell $ sudo apt install tmux ``` tmux usage ```shell $ tmux # 新增一個 tmux 的 session $ tmux ls # 查看所有 tmux 的 session $ tmux attach -t <session> # 連上 tmux 的 session ``` ---- ## tmux 常用快捷鍵 | 按鍵 | 功能 | | ----------------- | ----------------------------------- | |Ctrl+b 再輸入 d |脫離目前視窗。| |Ctrl+b 再輸入 % |垂直分割視窗。| |Ctrl+b 再輸入 " |水平分割視窗。| |Ctrl+b 再輸入 方向鍵 |切換至指定方向的 pane。| ---- ## tmux | 按鍵 | 功能 | | ----------------- | ----------------------------------- | |Ctrl+b 再輸入 空白鍵 |切換佈局。| |Ctrl+b 再輸入 x |關閉目前的 pane。| --- # Useful Hotkeys ---- | 按鍵 | 功能 | | ----------------- | ----------------------------------- | | Tab | 自動補齊指令/檔案名稱 | | Arrow Up | 叫出history裡的上一個指令 | | Shift + pgup/pgdn | 向上/向下捲動terminal | | Ctrl + C | 中斷程式執行 | | Ctrl + D | Exit / EOF | | Ctrl + Z | 把程式送進背景並暫停執行 | ---- | 按鍵 | 功能 | | ----------------- | ----------------------------------- | | Ctrl + U | 從游標處向前刪除指令 | | Ctrl + A | 讓游標移動到指令的最前面 | | Ctrl + E | 讓游標移動到指令的最後面 | | Ctrl + S | lock console | | Ctrl + Q | unlock console | | Ctrl + L | clear console (效果等同於clear指令) | | Ctrl + R | 搜尋指令history | --- ## References 1. https://www.tutorialspoint.com/unix/index.htm 2. http://linux.vbird.org/ --- ## Special Thanks 奇聖的投影片 --- # The End