El shell y los comandos GNU

1. Función del shell

Aunque todas las distribuciones ofrecen interfaces gráficas de usuario, un informático profesional que trabaje en un sistema Linux debe estar familiarizado con el funcionamiento del intérprete de comandos (shell) y los principales comandos en modo de caracteres. Por un lado, los sistemas de servidores se suelen instalar sin interfaz gráfica y, por otro lado, es fundamental poder gestionar scripts operativos y administrativos escritos en lenguaje shell y combinando comandos en modo de caracteres.

El intérprete de comandos permite ejecutar instrucciones que se escriben con el teclado o que se leen desde un archivo de script. Este intérprete suele ser un programa de tipo shell. El término shell (concha), de origen Unix, se utiliza en referencia al término kernel (nodo): el shell es una interfaz "alrededor" del kernel de Linux, que opera en modo de caracteres.

Hay varios programas de tipo shell, cada uno con sus propios aspectos específicos. El Bourne Shell, llamado así por su creador Steve Bourne, es el shell más antiguo escrito para Unix. Después, el shell se estandarizó bajo los estándares POSIX.

El shell de referencia para la mayoría de las distribuciones de Linux es bash (Bourne Again Shell), pero hay muchos otros, entre ellos:

2. Bash: el shell Linux por defecto

El shell bash es un derivado del Bourne Shell. Cumple con los estándares POSIX, pero añade muchas extensiones que son específicas para él. Es el shell de referencia para los exámenes de certificación LPIC-1.

1. El sistema de archivos

Un sistema de archivos (File System) define la estructura que organiza la gestión de directorios y archivos en todo o parte de un medio de almacenamiento. Todos los soportes de almacenamiento que se activan (montados) conforman el sistema global de archivos, que se presenta en forma de un único árbol, estructurado por directorios:

Ejemplo de árbol de directorio Linux

El sistema de archivos de Linux es jerárquico. Describe un árbol de directorios y subdirectorios, a partir de un elemento básico llamado raíz (root directory).

2. Los diferentes tipos de archivos

Distinguimos tres tipos de archivos: ordinario, directorio, especial.

$  file /usr/bin/bash /etc /etc/passwd  
/usr/bin/bash: ELF 64-bit LSB pie executable, x86-64, version 1 (SYSV),  
dynamically linked, interpreter /lib64/ld-linux-x86-64.so.2, BuildID[sha1]= 
5d82a44f2a4466ff21f763af86b004d1fcb3a8f1, for GNU/Linux 3.2.0, stripped  
/etc:           directory  
/etc/passwd:    ASCII text 

$ cat /etc/hostname  
srvdeb 

1. Presentación

El editor vi en Linux se llama vim (vi iMproved). Es compatible con vi, pero tiene funcionalidades adicionales. Por lo general, el comando vi existe, pero está asociado con el ejecutable vim.

Sintaxis

vi [options] Archivo [Archivo2 ...] 

vi es un editor de texto que funciona en modo carácter (aunque hay versiones con interfaz gráfica). Esto permite poder ser utilizado desde un terminal.

2. Funcionamiento

Una vez en el editor, este último gestiona tres modos de funcionamiento:

Cuando se inicia vi, el editor está en modo de comando. Los comandos de vi están asociados a una o más teclas: a, i, o, yy, p, dw, J, etc. vi distingue entre mayúsculas y minúsculas, por ejemplo, los comandos o y O no tienen el mismo efecto.

Para pasar del modo de comando al modo de entrada, debe ejecutar un comando de adición o inserción: a, i, o, etc. Para salir del modo de entrada y volver al modo de comando, utilice la tecla [Esc].

3. Los comandos básicos de vi

1. Entradas/salidas estándares

Un programa en ejecución tiene tres archivos abiertos: uno en modo de solo lectura y dos en modo de escritura. Estos tres archivos son las entradas/salidas estándares. El programa los identifica por su número de descriptor o nombre simbólico: 0 para la entrada estándar stdin (archivo abierto en modo solo lectura), 1 para la salida estándar stdout y 2 para la salida de error estándar stderr (archivos abiertos en modo solo escritura).

Un programa Linux no gráfico suele utilizar estas entradas/salidas estándar para comunicarse con el mundo exterior:

2. Entradas/salidas estándar por defecto

Por defecto, el shell asocia la pantalla del terminal y el teclado con las entradas/salidas estándar:

1. Redirección de la salida estándar

El carácter > se utiliza para redirigir la salida estándar. Después de este carácter, se especifica la ruta del archivo que se va a asociar a la salida estándar.

El shell escribe el archivo especificado, lo crea si no existe, y lo vacía de su contenido de haberlo. A continuación, ejecuta el comando y asocia el archivo a su salida estándar.

Ejemplo

Redireccionamiento de la salida estándar del comando ls:

$ ls -l > resultado  
$ cat resultado  
total 24  
-rw-r--r-- 1 pba pba    7 16 mayo   12:11 fic1  
-rw-rw-rw- 1 pba pba    0 17 mayo   09:39 ficPublico  
lrwxrwxrwx 1 pba pba    4 16 mayo   12:10 enlace1 -> fic1  
-rw-r--r-- 1 pba pba   27 16 mayo   11:53 enlace2  
-rw-r--r-- 1 pba pba   27 16 mayo   11:50 enlace 3  
drwxr-xr-x 2 pba pba 4096 16 mayo   11:46 paquetes  
drwxr-x--- 2 pba pba 4096 17 mayo   09:52 rep1  
drwxr-xr-x 2 pba pba 4096 16 mayo   08:12 rep2  
-rw-r--r-- 1 pba pba    0 19 mayo   14:21 resultado 

El comando no muestra nada. Escribe sus resultados en su salida estándar, es decir, en el archivo resultado creado por el shell. Observe que cuando el comando realizó el listado del directorio actual, el archivo existía, pero estaba vacío.

El mismo comando, pero...

1. Contar líneas, palabras y caracteres

El comando wc (word count) permite contar líneas, palabras y caracteres de los archivos que se pasan como argumentos o líneas leídas desde su entrada estándar.

Sintaxis

wc [-l|c|w] [fic1 ... ficN] 

Ejemplo

$ wc lista  
12 48 234 lista 

El archivo lista contiene 12 líneas, 48 palabras y 234 caracteres.

Contar el número de filas generadas por un comando ls:

$ ls -l | wc -l   
19 

2. Selección de líneas

Los comandos de tipo grep (Global Regular Expression Parser) permiten seleccionar líneas de texto en función de diferentes criterios. Pueden procesar archivos cuyos nombres pasan como argumentos o leer los datos en su entrada estándar.

Consiste en extraer filas de un archivo en función de varios criterios. Para hacer esto, dispone de tres comandos: grep, egrep y fgrep, que leen datos bien desde un archivo de entrada, bien desde su entrada estándar.

grep [Opciones] modelo [Archivo1...] 

$ cat fic4  
Cerdo  
Ternera  
Buey  
rata  
Rata  
buey   

$ grep "^[bB]" fic4  
Buey  
buey 

1. Recuperación de una parte de una ruta de acceso

El comando basename se utiliza para extraer la parte del nombre de archivo de una ruta de acceso de archivo.

Ejemplo

$ basename /tmp/pba/lista  
lista 

El comando dirname hace lo contrario, es decir, extrae la parte de la ruta de acceso, sin el nombre del archivo.

Ejemplo

$ dirname /tmp/pba/lista  
/tmp/pba 

2. Comparación de archivos

Hay varios comandos que se pueden usar para comparar el contenido de dos archivos.

diff [-b] fic1 fic2 

$ cat lista  
Producto  objeto  precio  cantidades  
ratón     óptico  30      15  
duro      30giga  100     30  
duro      70giga  150     30  
disco     zip     12      30  
disco     blando  10      30  
pantalla  15    ...

1. Atributos de un proceso

A continuación, se ofrece una lista de los principales atributos de un proceso:

Puede encontrar más información, como el tamaño de la memoria...

1. Alias

Un alias es una abreviatura de una línea de comandos, declarada en el shell actual y que solo existe hasta el final de la sesión (por lo que los alias a menudo se definen en los archivos de inicialización del shell). Se define con el comando alias.

Sintaxis

Alias NombreAlias='Línea de commando' 

Sin argumentos, el comando enumera los alias disponibles.

Ejemplo

Lista de alias predeterminados para una cuenta de usuario en una distribución de RHEL:

$ alias  
alias egrep='egrep --color=auto'  
alias fgrep='fgrep --color=auto'  
alias grep='grep --color=auto'  
alias l.='ls -d .* --color=auto'  
alias ll='ls -l --color=auto'  
alias ls='ls --color=auto'  
alias xzegrep='xzegrep --color=auto'  
alias xzfgrep='xzfgrep --color=auto'  
alias xzgrep='xzgrep --color=auto'  
alias zegrep='zegrep --color=auto'  
alias zfgrep='zfgrep --color=auto'  
alias zgrep='zgrep --color=auto' 

Creación de un alias:

$ alias mils='ls -il'  
$ mils /  
total 28  
    30026...

1. Nombre de variable

El nombre de una variable obedece a ciertas reglas:

2. Declarar y asignar

Se declara una variable en cuanto se le asigna un valor. Se efectúa la asignación con el signo =, sin espacio antes ni después del signo.

Ejemplo

var=Hola 

3. Acceder y visualizar

Para acceder al contenido de una variable, coloque el carácter $ delante de su nombre. Cuando el shell analiza una línea de comandos, considera como nombre de variable la secuencia de caracteres entre $ y el primer carácter que no puede figurar en un nombre de variable. Si existe una variable con este nombre, el shell reemplaza la cadena $nomvar con su contenido. De lo contrario, con una cadena nula.

Ejemplo

Creación y uso de la variable mitmp:

$ mitmp=/tmp/pba  
$ cp fic $mitmp  
$ ls -l fic /tmp/pba  
-rw-r--r--. 1 pba pba 8 15 mayo   16:53 fic  
-rw-r--r--. 1 pba pba 8 22 mayo   21:35 /tmp/pba  

El comando env muestra una lista de variables conocidas del shell actual y sus procesos hijo. El comando set sin argumentos muestra una lista de todas las variables conocidas del shell actual (así como otros tipos de elementos).

Ejemplo

La variable creada en el ejemplo anterior se lista por set, no por env:

$ env  
SHELL=/bin/bash  
HISTCONTROL=gnoredups  
HISTSIZE=1000  
HOSTNAME=srvrh  
PWD=/home/pba  
LOGNAME=pba  
XDG_SESSION_TYPE=tty  
MOTD_SHOWN=pam  
HOME=/home/pba  
LANG=es_ES.UTF-8   
...  
$ env | grep mitmp  
$ set | grep mitmp  
mitmp=/tmp/pba 

Una variable puede contener caracteres especiales (espacio, punto y coma, punto, *, $, etc.). En este caso, suele ser necesario encerrar su contenido entre comillas simples o dobles durante su asignación o preceder...

1. Archivos de configuración

El shell bash se puede ejecutar en varios modos:

2. Configuración del shell con el comando set

Las opciones de shell...

1. Estructura y ejecución de un script shell

Un script de shell es un archivo de texto que contiene líneas de comandos de shell. Cuando un script es ejecutado por un shell, cada línea se lee, interpreta y ejecuta como si fuera una línea de comandos interactiva.

Una fila puede constar de comandos internos o externos, comentarios o estar vacía. Se permiten varias instrucciones por línea, separadas por el carácter; o enlazadas condicionalmente por && o ||. El ; equivale a un salto de línea. También puede usar el carácter & para ejecutar una línea en segundo plano. 

Antes de ejecutar una línea de comandos, el shell la analiza, la interpreta y, a continuación, si se trata de un comando externo, busca la ruta de acceso a su archivo ejecutable.

A continuación, el shell solicita que se ejecute el archivo. Si los permisos de acceso del usuario asociado al shell lo permiten (permiso x), se crea un nuevo proceso para ejecutar el archivo. En el caso de un archivo de script, este proceso ejecuta un shell que leerá el archivo de script línea por línea y ejecutará cada línea en el orden del archivo.

El comando chmod permite dar al propietario el permiso de ejecución sobre un archivo de script.

Sintaxis

$ chmod u+x miscript 

Para solicitar la ejecución de un archivo de script, se puede especificar su ruta de acceso o, si se coloca en un directorio al que hace referencia la variable PATH, especificar su nombre.

También se puede ejecutar de manera explícita por un shell hijo, en cuyo caso el permiso de lectura en el archivo es suficiente para la ejecución.

Sintaxis

bash RutaScript 

Ejemplo

Creación y ejecución de un script shell:

$ vi miscript  
echo inicio de mi script  
date  
who  
echo fin de mi script  
$ ./miscript  
-bash: ./miscript: Permisos no concedidos 

Nos damos el permiso de ejecutar el script:

$ chmod u+x miscript  
$ ./miscript  
inicio de mi script  
martes 23 mayo 2023 09:51:20 CEST  
pba      pts/0        2023-05-23...

1. Uso