Lignes de commandes et système de fichiers

Introduction

Les premiers systèmes d'exploitation étaient dépourvus d'interface graphique : concrètement, il n'y avait pas de fenêtres pilotables à la souris et toutes les interactions avec l'OS devaient se faire en lignes de commandes, c'est-à-dire des suites de caractères formant des instructions.

De nos jours, les interfaces de graphiques modernes permettent d'effectuer la plupart des opérations souhaitées. Il est cependant nécessaire de connaître quelques-unes des lignes de commande de base car :

• c'est important pour un informaticien
• cela permet bien souvent d'aller plus vite dans certaines tâches
• cela permet d'exécuter des tâches que l'on ne pourrait pas (ou difficilement) effectuer avec l'interface graphique
• cela permet d'exécuter des instructions sur un ordinateur distant (pour lequel on n'a pas accès à son écran, qui n'existe pas toujours d'ailleurs), par exemple sur un serveur

Pour écrire et exécuter des lignes de commande on utilise pour cela une application appelée console ou terminal ou invite de commandes (pour simplifier on admet que ces termes désignent la même chose).

Nous allons illustrer tout cela sous Linux (mais il existe des commandes équivalentes sous Windows).

Sous GNU/Linux, il suffit d'ouvrir un Terminal pour écrire des lignes de commandes.

Fig. 1 - Un terminal sous Linux..

L'invite de commande se compose du nom d'utilisateur, de @ et du nom de l'ordinateur (et aussi éventuellement de son groupe), suivi de :, du répertoire courant (~ pour le répertoire utilisateur) et termine par $. Dans l'exemple ci-dessus,

eleve@nsi-mounier16:~$

indique qu'il s'agit de la console de l'utilisateur eleve qui utilise l'ordinateur appelé nsi-mounier16 et qu'il est situé dans le répertoire utilisateur ~ (nous y reviendrons !).

Avant d'en dire plus sur les lignes de commandes il est nécessaire de présenter le système de fichiers de Linux.

Système de fichiers

Arborescence

Le système de fichiers de Linux (valable aussi par macOS) est représenté sous forme d'une arborescence que l'on peut représenter par ce qu'on appelle un arbre. En voici une version incomplète :

Fig. 2 - Une arborescence de fichiers.

Sur cette image, on trouve notamment :

• le répertoire racine / tout en haut , qui est le point d'entrée du système de fichiers, puis des répertoires (encadrés) contenant eux-mêmes des fichiers (non encadrés) et/ou des répertoires, ainsi de suite.
• le répertoire des utilisateurs /home qui contient les dossiers et fichiers personnels des utilisateurs : un il y a un sous-répertoire par utilisateur. Par exemple le répertoire personnel de l'utilisateur eleve est /home/eleve, aussi noté ~.

Chemin absolu et chemin relatif

Pour indiquer la position d'un répertoire ou d'un fichier dans l'arborescence on utilise soit son chemin absolu soit son chemin relatif.

Chemin absolu

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Le chemin absolu doit indiquer le chemin à partir de la racine /. Par exemple, le chemin absolu du fichier fiche.ods est :

/home/elsa/documents/fiche.ods

Chemin relatif

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Le chemin relatif est le chemin d'un élément à partir d'un répertoire quelconque de l'arborescence (autre que la racine). Par exemple, le fichier photo_1.jpg a pour chemin relatif depuis le répertoire max :

images/photo_vac/photo_1.jpg

Vous noterez l'absence de / en tête de chemin, sinon on repartirait de la racine.

Comment faire s'il faut remonter dans l'aborescence ?

Voir l'arborescence

Si on veut exprimer le chemin relatif du fichier photo_1.png depuis le répertoire ski, il est nécessaire de remonter d'abord vers le répertoire images. Pour remonter d'un cran dans l'aborescence on utilise deux points : ... Ainsi, le chemin relatif évoqué est :

../photos_vac/photo_1.jpg

Il est possible de remonter de plusieurs crans : ../.. depuis le répertoire ski permet de remonter vers le répertoire max.

✏️ Exercice 1

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✍️ Question 1 : En vous basant sur l'arborescence précédente, déterminez le chemin absolu permettant d'accéder aux fichiers :

• cat
• rapport.odt

✍️ Question 2 : Toujours en vous basant sur cette arborescence, déterminez le chemin relatif permettant d'accéder au fichier :

• rapport.odt depuis le répertoire elsa
• fiche.ods depuis le répertoire boulot

Les commandes pour manipuler les fichiers et les répertoires

Nous allons pouvoir écrire nos premières lignes de commande pour manipuler fichiers et répertoires sous Linux.

⚠️ Pour travailler avec un terminal dans un environnement Linux chez vous, vous pouvez utiliser un des émulateurs en ligne suivants :

• jslinux de Fabrice Bellard
• cahier-nsi.fr/jslinux/ de l'éditeur Bordas

Notez que pour le premier vous êtes connecté en tant que l'utilisateur root (= administrateur) donc votre répertoire personnel est /root et que l'invite de commande est légèrement différente (# au lieu de $ par exemple).

Pour le second, le login est Angie et le mot de passe est NSI (il ne s'affiche pas à l'écran quand on l'écrit) ; il y a déjà quelques répertoires et fichiers dans le répertoire personnel mais il suffit de ne pas en tenir compte.

Le répertoire courant

Lorsque l'on ouvre un Terminal, on se trouve à un endroit de l'aborescence, cet endroit s'appelle le répertoire courant et est indiqué par son chemin juste après le : (et avant le symbole $).

Par défaut, lorsque l'on ouvre un Terminal, on se trouve dans le répertoire personnel de l'utilisateur, noté ~, qui est un raccourci pour le chemin /home/eleve (si eleve est l'utilisateur courant).

Si on se trouve dans le dossier Documents de l'utilisateur courant, alors le répertoire courant est alors ~/Documents qui est équivalent à /home/eleve/Documents :

La commande pwd (pour path working directory) permet de connaitre le chemin du répertoire courant :

Pour exécuter une commande il suffit d'appuyer sur la touche Entrée.

Se déplacer dans l'arborescence : commande cd

La commande cd, pour change directory (soit changer de répertoire), permet de se déplacer dans l'arborescence, donc de changer le répertoire courant. Il suffit de faire suivre cette commande du chemin, absolu ou relatif, où on veut se rendre.

Exemples :

Voir l'arborescence

1. Si on se trouve dans le répertoire elsa et que l'on veut se rendre dans le répertoire documents, il faut exécuter la commande :

cd documents

ou

cd /home/elsa/documents

2. Si le répertoire courant est photos_vac et que l'on veut se rendre dans le répertoire ski, il faut exécuter la commande :

cd ../ski

ou

cd /home/max/images/ski

3. Si le répertoire courant est le répertoire boulot et que l'on veut se rendre dans le répertoire documents, il faudra exécuter la commande :

cd ..

ou

cd /home/elsa/documents

4. Pour revenir à son répertoire personnel, quel que soit l'endroit où on se trouve, il suffit d'exécuter la commande

cd

ou

cd ~

✏️ Exercice 2

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✍️ Question : En utilisant toujours cette même arborescence, quelles sont les commandes à exécuter si le répertoire courant est home et que vous souhaitez vous rendre dans le répertoire boulot ? Vous donnerez les chemins relatif et absolu.

Lister le contenu d'un répertoire : commande ls

Pour lister le contenu (répertoire et fichiers) du répertoire courant, il suffit d'exécuter la commande ls (pour list, soit lister).

Exemples :

1. Si l'utilisateur elsa se trouve dans son répertoire documents, alors l'exécution de la commande ls va lister le contenu de ce répertoire

   elsa@ordi:~/documents$ ls
   boulot fiche.ods

2. Les commandes et les résultats ci-dessous indiquent que le répertoire personnel de l'utilisateur eleve contient 8 répertoires (Bureau, Documents, ...) et que le répertoire Documents est vide puisque que la commande ls ne renvoie rien lorsqu'on se trouve dans ce répertoire.

   

En particulier, exécuter ls à partir d'un répertoire vide ne produit aucun résultat (ce qui est logique).

Essayez d'utiliser la commande ls dans différents répertoires et comparez avec le navigateur de fichiers.

Créer un répertoire : commande mkdir

La commande mkdir, pour make directory (soit créer un répertoire), permet de créer un répertoire dans le répertoire courant. Il suffit de faire suivre cette commande du nom du répertoire à créer :

mkdir nom_repertoire

Exemple : On crée un répertoire NSI dans le répertoire Documents avec ce qui suit (on a aussi listé les éléments pour vérifier avec ls et utilisé cd pour se déplacer dans l'arborescence)

✏️ Exercice 4

On reprend l'arborescence de notre cours.

✍️ Question : Dessinez l'arborescence, à partir du répertoire elsa, après l'exécution des commandes suivantes :

$ pwd
/home/elsa
$ cd documents/boulot
$ mkdir premiere
$ cd premiere
$ mkdir nsi
$ cd ../..
$ mkdir projet

Supprimer des éléments : commande rm

La commande rm, pour remove (soit supprimer), permet de supprimer un fichier ou un répertoire. Il suffit de faire suivre cette commande du nom du répertoire ou du fichier à supprimer:

rm nom_repertoire_ou_nom_fichier

La plupart des commandes peuvent être utilisées avec des options. Si on veut supprimer un répertoire non vide, il faut utiliser la commande rm avec l'option -r (pour récursif)

rm -r nom_repertoire

mais il faut être vigilant car cela supprime le répertoire et tout son contenu (sous-répertoires et fichiers).

Créer un fichier : commande touch

La commande touch permet de créer un fichier vide. Il suffit de faire suivre cette commande du nom du fichier à créer :

touch nom_fichier.extension

Attention, il faut indiquer l'extension du fichier : par exemple touch main.py va créer un fichier Python vide appelé "main".

Copier un fichier : commande cp

La commande cp, pour copy (soit copier), permet de copier un fichier. Il suffit de faire suivre cette commande du chemin (absolu ou relatif) du fichier à copier puis du chemin de destination de la copie :

cp /repertoire_source/nom_fichier_a_copier /repertoire_destination/nom_fichier

Remarques :

• Vous remarquerez l'espace entre le chemin du fichier de départ et le chemin du fichier destination.
• Le nom du fichier "destination" n'est pas forcément le même que celui du fichier "source" : on peut avoir cp main.py ../essai.py.

Déplacer un fichier : commande mv

La commande mv, pour move (soit déplacer), permet de déplacer un fichier. Il suffit de faire suivre cette commande du chemin (absolu ou relatif) du fichier source (celui à copier) puis du répertoire cible. Si la cible est un répertoire alors la source est copiée dedans, sinon elle est renommée.

Exemples :

1. Pour déplacer le fichier bar.txt dans le répertoire baz :

   mv foo/bar.txt baz/

2. Pour renommer le fichier foo_bar.txt en foo_baz.txt :

   mv foo_bar.txt foo_baz.txt

/home/premiere
|__ /OS
    |__ /test
    |   |__ /commandes
    |__ /test2

✏️ Exercice 6

On reprend l'arborescence de notre cours et on suppose que l'utilisateur max est connecté.

✍️ Question : Dessinez l'arborescence, à partir du répertoire max, après l'exécution des commandes suivantes :

$ pwd
/home/max
$ cd images
$ mkdir lycee
$ cd lycee
$ touch nsi_1.jpg compte_rendu.odt
$ cp nsi_1.jpg ../photos_vac/nsi.jpg
$ cd ../lycee
$ rm nsi_1.jpg
$ cd ..
$ rm -r ski

Droits et permissions

Dans la partie précédente, vous avez par exemple vu comment supprimer des fichiers. Vous n'avez pas la possibilité de supprimer tout et n'importe quoi, et heureusement !

Un système d'exploitation de type "UNIX" est un système multi-utilisateurs : plusieurs utilisateurs peuvent se partager un même ordinateur, chacun ayant un environnement de travail qui lui est propre.

Il existe un utilisateur un peu particulier qui a tous les droits (ou presque), on l'appelle le "super utilisateur" ou encore l'administrateur, ou root. L'administrateur peut définir des groupes d'utilisateurs et attribuer plusieurs utilisateurs à un groupe pour ne pas avoir à gérer individuellement les différents utilisateurs.

Le système d’exploitation gère les droits et permissions sur les fichiers et les répertoires pour les différents utilisateurs.

Nous nous intéressons uniquement ici aux droits relatifs aux fichiers, mais il en existe d'autres liés aux autres éléments du système d'exploitation (imprimante, installation de logiciels, ...).

Utilisateurs et permissions

Pour un fichier, on distingue :

• trois types d’utilisateurs :

  • le propriétaire noté u (pour user)
  • le groupe principal noté g (pour group)
  • les autres utilisateurs notés o (pour others, ceux qui n'appartiennent pas au groupe associé au fichier)

• trois types de permissions :

  • lecture (caractère r si attribué ou - sinon) : pour lire le contenu
  • écriture (caractère w si attribué ou - sinon) : pour modifier le contenu
  • exécution (caractère x si attribué ou - sinon) : pour exécuter un fichier (exécutable)

Fig. 3 - Vue des droits et permissions d'un fichier.
Crédits : Jimbotyson, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Pour les répertoires, la signification des permissions est précisée dans ce tableau. Attention, si on a le droit d'écriture sur un répertoire on peut supprimer tous les fichiers qu'il contient même ceux dont on n'est pas propriétaire !

Exemples de lectures de permissions

On peut afficher les droits des fichiers d'un répertoire avec la commande ls -l :

On trouve la syntaxe suivante :

Analyse : Chaque fichier ou répertoire possède un propriétaire et un groupe (nous ne parlerons pas du nombre de liens dans ce cours). Intéressons-nous surtout aux dix premiers caractères qui définissent l'ensemble des droits et permissions, avec dans l'ordre :

• le premier caractère, ici -, indique la nature de l'élément : - s'il s'agit d'un fichier, d s'il s'agit d'un répertoire (directory) et l s'il s'agit d'un raccourci vers un autre élément (link)
• les trois suivants, ici rw-, indiquent les permissions pour le propriétaire (u) : ici droit en lecture, en écriture mais pas en exécution (c'est normal car il s'agit d'un fichier image qui ne s'exécute pas)
• les trois suivants, ici rw-, indiquent les permissions pour le groupe (g) : les mêmes que pour le propriétaire dans notre cas
• les trois derniers, ici r--, indiquent les permissions pour les autres utilisateurs : ici uniquement le droit en lecture, cela veut dire que n'importe quel autre utilisateur ne pourra pas modifier ce fichier (en particulier pas le supprimer).

En résumé cela donne :

Si on veut connaître les droits d'un seul fichier ou répertoire il suffit d'indiquer son nom après ls -l :

✏️ Exercice 7

✍️ Question : Analysez les droits et permissions des 3 autres éléments du répertoire NSI listés ci-dessous.

Modifier les permissions d'un fichier avec chmod

Seul le propriétaire d'un fichier (ou répertoire) ou l’utilisateur root (administrateur) peuvent modifier les permissions d’un fichier (ou répertoire) avec la commande chmod.

Cette commande s'utilise avec différentes options facultatives selon la syntaxe suivante :

chmod [ugoa][+-=][rwx] fichier

Les options entre crochets désignent :

• u : le propriétaire
• g : le groupe
• o : les autres utilisateurs
• a : tous les utilisateurs (raccourci pour ugo)
• + : ajouter le(s) droit(s)
• - : enlever le(s) droit(s)
• = : positionner le(s) droit(s)
• r : droit de lecture
• w : droit d’écriture
• x : droit d’exécution
• -R : récursivement (nécessaire pour agir sur un répertoire)

Exemples :

On suppose que l'on part avec les permissions ci-dessous :

1. Pour ajouter le droit d'écriture aux autres utilisateurs sur le fichier compte_rendu.odt

   chmod o+w compte_rendu.odt

   Dans ce cas, tous les autres utilisateurs pourront modifier le fichier en question.

2. Pour retirer le droit de lecture au groupe sur terminal.png :

   chmod g-r terminal.png

   Dans ce cas, les utilisateurs du groupe ne pourront plus lire le fichier en question.

3. Pour retirer les droits de lecture et d'écriture au groupe et aux autres utilisateurs sur fichier.txt :

   chmod go-rw fichier.txt

   Dans ce cas, ni les membres du groupe, ni les autres utilisateurs ne pourront ni lire ni écrire dans ce fichier.

4. Pour ajouter les droits de lecture et d'écriture à tous les utilisateurs sur fichier.txt :

   chmod a+rw fichier.txt

Après ce différentes modifications, on obtient les permissions suivantes :

✏️ Exercice 9

On reprend ce qui a été fait à l'exercice 8. En particulier, dans votre répertoire personnel vous devez avoir un répertoire OS qui contient un fichier essai.txt (vide pour l'instant) qui possède les permissions suivantes :

✍️ Question 1 : Analysez les permissions de ce fichier.

✍️💻 Question 2 : Quelle commande permet d'enlever les droits de lecture aux autres utilisateurs ? Exécutez cette commande et vérifiez que les permissions ont bien changé.

💻 Question 3 : En étant placé dans le répertoire OS, écrivez et exécutez l'instruction suivante, qui permet d'écrire dans le fichier essai.txt :

echo "Un texte très court." > essai.txt

💻 Question 4 : Ouvrez ensuite ce fichier avec un éditeur de texte (via le navigateur de fichiers) pour vérifier que le texte a bien été écrit dans le fichier. Rajouter une phrase à ce fichier et enregistrez-le.

Vous avez pu faire cela car vous possédez le droit d'écriture sur ce fichier.

💻 Question 5 : Écrivez la commande permettant de retirer le droit d'écriture au propriétaire sur le fichier essai.txt. Vérifiez que vous ne pouvez plus modifier son contenu puis fermer l'éditeur de texte.

💻 Question 6 : Écrivez la commande permettant de retirer le droit de lecture au propriétaire sur le fichier essai.txt. Vérifiez que vous ne pouvez même plus l'ouvrir avec un éditeur de texte.

💻 Question 7 : Écrivez la commande (une seule !) permettant d'ajouter le droit de lecture et d'écriture au propriétaire sur le fichier essai.txt. Vérifiez que vous pouvez à nouveau lire et modifier ce fichier.

t = [1, 2, 3]
for e in t:
    print(e)

Bilan

• Il n'est pas nécessaire d'utiliser (ni d'avoir) une interface graphique pour utiliser un ordinateur : on peut tout faire en lignes de commandes dans un terminal.
• Les systèmes d'exploitation "UNIX" (comme Linux, MacOS) reposent entièrement sur un système de fichiers et de répertoires (tout est fichier ou répertoire). Ce système de fichiers est organisé sous forme d'un arbre.
• Il existe des commandes permettant de se déplacer dans cette arborescence et de manipuler les fichiers (nous en avons vu certaines mais il en existe bien d'autres). Vous trouverez un mémento des commandes Linux en suivant ce lien : https://juliend.github.io/linux-cheatsheet/
• Les systèmes multi-utilisateurs permettent à plusieurs utilisateurs d'utiliser un même ordinateur, chacun ayant des droits et permissions différentes et une interface propre. C'est le système d'exploitation qui gère finement tout cela. Il existe un utilisateur spécial, qui a tous les droits sur les fichiers, il s'appelle superutilisateur ou administrateur ou root et possède tous les droits sur les fichiers et répertoires.
• Pour chaque fichier (ou répertoire), on distingue trois types d'utilisateurs : propriétaire (u), groupe (g) et autres (o); et trois types de permissions : droit de lecture (r), d'écriture (r) et d'exécution (x).
• On peut modifier ces droits avec la commande chmod à condition d'avoir les droits pour le faire !
• Ce cours n'était qu'une introduction aux commandes bash et aux droits et permissions sur les fichiers. Vous pouvez aller plus loin si vous le souhaitez avec des exercices supplémentaires sur cette page : http://frederic-junier.org/NSI/premiere/chapitre9/TP2/NSI-TP2-systeme-git/.

Références :

• Cours de David Roche sur les Commandes Linux
• La documentation Ubuntu pour l'aborescence de Linux : https://doc.ubuntu-fr.org/arborescence
• Cours de Frédéric Junier : Système d'exploitation et lignes de commande (licence CC BY-NC-SA 4.0)
• Mémento en ligne des commandes Linux de Julien Dubreuil : https://juliend.github.io/linux-cheatsheet/

Germain Becker & Sébastien Point, Lycée Emmanuel Mounier, Angers.
Sous licence CC BY-NC-SA 4.0.