Linux 基础笔记

贡献者： addis

1. 基础

• 一个教程
• Linux 命令行区分大小写
• man <命令> 会给出命令的帮助 (manual)
• clear 清空命令行(其实是向下滚动一页)
• 几乎任何时候, Ctrl+C (有时候 Ctrl+D) 可以强制终止当前的工作 (注意只用于可以安全终止的任务!)
• ^ 代表 Ctrl 键
• Ubuntu 中, Ctrl++ 就是放大, 记住, 是 + 不是 =.
• Linux 并没有文件拓展名...
• 可执行文件：对 linux 来说缀名没有意义．可执行文件如果在 system path，就可以直接打文件名执行命令（一般没有拓展名）．如果在某个目录，就打 目录/文件名 执行．如果在当前目录就用 ./文件名 执行
• 除了二进制可执行文件，文本文件也可以被看作可执行文件（与拓展名无关）．默认用 bash 执行，但如果有 shebang，就用 shebang 指定的程序执行
• shebang 在文件第一行以 #! 开头，如 #!/bin/bash（默认）或者 #!/usr/bin/python
• 命令的短选项可以合并, 例如 ls -l -h 可以写成 ls -lh. 有些段选项有对应的长选项，如 ls -l 相当于 ls --human-readable.
• ls -1 可以将文件名列成一列，ls -v 可以按照数字的大小排序（否则是逐位排序，如 1,10,100,2,10,200），ls *.md 可以只列出 md 文件
• 要区分命令的 argument 和命令选项的 argument, 后者紧跟在选项后面.
• 使用 Tab 键可以自动完成命令
• Ctrl-D 可以关闭当前 terminal, 安装 bash-completion 软件可以让该功能更完善
• $<var> 表示变量的值，自定义变量可以用 <var>=<val>, 注意等号两边不能有空格．
• env 命令可以查看环境变量
• 在 etc/profile 文件的底部定义变量可以让所有人登录后都获得该变量．如果要只对一个用户创建该变量，在其 home 目录创建 .profile 文件即可.
• 每次打开新的 shell，/etc/bashrc 和 ~/.bashrc 文件都会被执行
• history 命令可以输出最近 1000 条输入的命令
• 用 !<number> 可以重新输入第 <number> 条历史命令
• /etc/passwd 文件中记录了系统的所有 user
• Ctrl+L 相当于 clear 命令
• df 用于查看磁盘空间, -h 选项可以显示 Mb, Gb 等.
• du /some/path 用于查看指定目录中所有子文件夹的大小, -a 选项可以显示文件夹和文件. --max-depth=N is used to control the level of subfolders to display, -h is for human readable file size (Mb, Gb, etc)
• du -hd 0 用于查看当前目录的大小（不会跟随 symlink，但是会包括 mount）．-h 是 human readable，-d 是 depth
• ctrl+u 可以删除光标前面的所有内容
• ctrl+c 可以放弃当前输入直接开始新的一行

2. 目录与文件

• pwd (present working directory)
• pwd -P 可以显示当前的绝对目录，即不含 ~ 等符号以及 symbolic link
• cd (change directory) / (硬盘根目录) ~ (缩写 /home/parallels) (用户的 home 文件夹)
• 只用 cd 相当于 cd ~
• ./ 表示当前目录，常用于执行可执行文件或者 .sh
• 常用目录有 ~/Documents , ~/Desktop, /usr/bin (gfortran 安装在这里)
• cd <文件夹名> 只能用于当前目录中的文件夹
• cd .. 返回上层目录
• cd - 返回刚才所在的目录
• 要 cd 到当前目录的绝对目录，可以用 cd `pwd -P`, 两个 `（backtick）内的东西会先展开
• rm <filename> 或者 rm /<dir>/<filename> 删除文件 (注意是永久删除!)
• mv <filename> /<dir> 可以移动文件, mv <filename> <newname> 可以重命名．注意 mv 会覆盖文件，但是不会覆盖文件夹（只要目标的同名文件夹非空就不行，即使里面没有同名文件）．此时可以用 rsync．
• cp <filename> /<dir> 复制文件 cp <filename> <newname> 复制到当前目录且重命名. 复制多个文件用 cp <file1> <file2> <dir>，也可以在 <dir> 前面加 -t．注意 cp 会覆盖目标文件以及文件夹．
• cp 会默认拷贝 symlink 指向的文件而不是 symlink 本身．-d 选项可以只拷贝 link．
• cp 会默认覆盖目标的同名文件，cp -n 可以不覆盖且跳过（但不会提示）．如果要提示且手动逐个选择是否覆盖，用 -i 选项．
• 打开文件的一般方式 <program_name> <filename.extension>
• 要使用外接储存器(U 盘, 移动硬盘等), 需要新建一个文件夹, 然后连接外接储存器, 叫做 Mount The Drive. 习惯上, 新建文件夹都放在 /mnt 目录下
• 要连接储存器, 用 sudo fdisk -l 显示所有的外接硬盘的路径名
• sudo mount <硬盘地址> <新建文件夹路径>
• sudo umount <硬盘地址> 断开连接
• sudo mount -a 把 /etc/fstab 中的设置全部 mount 一次
• 创建 symbolic link (相当于快捷方式), ln -s /path/to/file /path/to/symlink
• mkdir 新建文件夹, rmdir 删除空文件夹, rmdir -r (recursive) 删除所包含的文件夹 (其实不用 rmdir 用 rm 也可以!)，-P 选项可以一次创建多层目录
• dd 命令可以直接在当前位置生成一个大小为 100 MB 的文件，内容为随机，还会显示写入速度 dd if=/dev/urandom of=./dump.txt bs=1048576 count=1024 写 1024Mb 随机文件
• locate ??? 命令可以从数据库中寻找计算机上所有文件名包含 ??? 的文件，但刚创建的文件可能找不到
• sudo updatedb 可以将刚创建的文件加到数据库中，让 locate 可以找到（-v 选项显示哪些文件夹被更新）
• 对于整个系统，locate 比 find 要快得多，因为数据库已经是 index 过的 -c 选项可以显示匹配结果的个数，-i 选项可以不区分大小写
• plocate 是一个比较快的实现，mlocate 是一个比较安全的实现，命令都是 locate，/etc/updatedb.conf 中可以设置 updatedb 的一些选项，例如忽略挂载到某个目录的硬盘，忽略 .git 文件夹等，忽略某些文件系统等．
• rename 's/老名字/新名字/' *．-n 选项显示重命名的预览，不真的重命名
• sudo swapoff -a 不使用 swap file，sudo swapon -a 恢复使用．可能还需要在 /etc/fstab 里面注释掉相应的行．

3. 包管理

• sudo apt-get install <appname> 安装程序(99%的程序都可以这样安装)(需要联网)
• sudo apt-get remove <appname> 卸载程序
• sudo apt-get upgrade <appname> 升级程序
• apt-get（和 apt-cash，如果听说过）中常用的功能都在 apt 中有同样的，所以大部分情况下只需要 apt 就可以了，例如 apt install，apt purge．apt 对新手更友好，例如会默认显示进度条，更新的 package 数等．
• linux 里面的程序设置什么的基本都储存在对应的 configuration file 里面. 通常这种文件以 .conf 结尾
• apt show <packagename> 可以显示某个包的信息
• 如果安装了例如 libblas，libgsl 等 library，用 dpkg -L <packagename> 可以查看头文件和库文件（.a，.so）的位置．
• 如果包的名字以 -dev 结尾，通常意味着这个包提供头文件和库文件，可以让你在写程序时调用
• 如果包的名字以 -dbg 解为，通常意味着这个包的二进制中有调试信息，可以在 debugger 里面分析
• apt list --installed 列出所有安装了的包
• 不同的 ubuntu 版本可以用 apt 安装的包的版本也是有一些区别的．
• dpkg 用于手动（通过安装包文件）安装和卸载指定的包，不会自动安装或者卸载 dependency，也不会从网上下载包．apt 会调用 dpkg．
• aptitude 是比 apt 更高级的包管理器，还有 GUI 界面．

4. 文本相关

• touch <filename> 命令可以生成一个空的文本文件
• nano 是一个命令行应用, 可以编辑文本文件. 打开文件命令: nano <filename.txt>
• 但是比较著名的文本编辑还是 VIM 和 VI
• head 和 tail 命令可以预览一个文件的前几行和后几行
• echo <text> 可以在命令行显示该文字，也就是把命令的 params 输出到 stdout
• echo <text> > <filename> 可以把文件中的文本替换 >> 可以附加在文本最后. 如果用双引号, 甚至还可以换行.
• > 是 output redirect 操作, 类似, < 是 input redirection 操作, 可以把文档中的内容输入到命令行.
• linux 命令行有两个主要的 output, stdout 和 stderr, > 只用于将 stdout 输出到文件, 如果也要输出 stderr 有三种办法: 1.<command> > file1.out 2 > file2.out, 2. <command> > file.out 2 > &1, 3. <command> &> file.out 其中后两种将 stdout 和 stderr 输出到同一文件.
• 运行一个程序，指定输入输出文件，并让 standartd err 显示在 standard out ./program.x < <inputfile> > <outputfile> 2>&1
• > 的输出文件如果不存在, 就会新建一个.
• cat 文件 把文件的内容输出到 stdout
• cat 把 stdin 的内容输出到 stdout
• <命令> | less 可以用键盘滚动输出结果(用于长输出以及没有滚动条的情况), 按 q 键退出
• | 的作用相当于把前面一个命令的输出放到后面一个命令的输入中.
• <命令> > <文件名.txt> 可以把命令行的输出写入文件中 !! 例如: date > time.txt , cal > calander.txt
• grep <string> < <filename> 可以在文档中高亮标出指定字符串
• cat <filename> | grep <string> 可以达到同样的效果
• 用 vim 的时候, 最好在前面加上 sudo, 否则有可能编辑了保存不了(例如一些 configuration file). 甚至要首先用 chown 把文件所有权变成自己的.
• # 在文件中起标注的作用 (如果文件中有 linux 代码), 在命令行, # 后面的代码同样会被忽略.
• 要转换文档 encoding，用 iconv -f [encoding] -t [encoding] -o [newfilename] [filename]．微软的 ANSI 格式其实叫做 iso-8859-1, 例如 `iconv -f iso-8859-1 -t utf-8 -o out.txt in.txt`.
• sed 命令可以用来处理文件或 standard input 中的文字, 并输出到文件或者 standard out. 在 SCID_TDSE 的 makefile 中遇见, 命令是 sed -e 's/^!\*nq/ /' inputfile.f90 > outputfile.f90 其中 -e 是将后面的命令作用到 inputfile.f90 上. s/str1/str2 是将文本中的 str1 替换成 str2, \* 转义为 * (直接用 * 就是通配符)，^ 大概是要求 str1 出现在行首.

5. 账户与权限

• sudo (super user do) 加在命令前可以获得管理员权限, su (super user) 可以把以下所有操作改为管理员权限 (不建议常用)．
• su <usr_name> 可以临时改变登录的身份，sudo -i 或者 su 可以持续管理员身份．
• 使用 sudo 以后，命令的执行者就会临时变为 root，一些 config 文件也会使用 /root/ 文件夹中的而不是 /home/用户名 中的，例如 /root/.ssh/config．
• sudo 的密码是用户密码, 而 su 的密码是 root 密码, 后者的权限更高
• useradd -m (给新用户创建 home 目录) -g users (设置用户组为 users) <username>
• passwd <username> 可以修改密码
• userdel <username> 删除账户
• users 命令显示目前所有登录的用户, who 命令可以显示更详细的信息
• ls -l 最左边第一列是 owner 的权限, 第二列是 group 的权限, 第三列是其他人的权限, r (read) w (write) x (execute)
• ls 选项：-a (all)(显示隐藏) -m (挤到一起) -1 显示为一列 -v 按照数字大小排序
• chown <user> <file> 修改文件的所有者
• chmod <权限> <file> 修改文件的权限. <权限> 是三位 8 进制数, 每一位是 x(1),w(2),r(4)之和.
• groups 或者 groups <user> 可以查看用户所在的组
• id 可以查看用户的信息 uid (user id) gid (group id)
• groupadd <groupname> 新建用户组
• groupdel <groupname> 移除用户组
• gpasswd -a <username> <groupname> 可以在组内新增用户
• vim /etc/group 可以查看记录 group 信息的文件
• gpasswd -d <username> <groupname> 可以在组中移除用户
• hostname 可以显示当前主机的名字. $(hostname) 是一个环境变量，可以试试 echo $(hostname)
• sudo hostname 新名字 可以改变 hostname
• 其实真正和 windows 的任务管理器相对应的是 top, 会显示实时进程.
• K <PID> 会结束对应编号的进程. 系统的关键进程是杀不掉的.
• last -数字 可以查看最近若干次登录的记录

6. 进程

• ps aux 会显示当前所有进程 (processes), PID 是 process ID, 用于终止进程
• ps aux | grep <name> 会搜索当前进程中包含 <name> 的内容
• 一个很占 cpu 的命令可以用于测试 dd if=/dev/zero of=/dev/null & 其中 & 表示在后台运行，按回车后会输出 PID（进程号） 连续输入这个进程 4 次，然后用 top 命令打开进程管理
• top 中的 NI 就是 nice value
• 在 top 界面中用 r (renice) 可以调整进程的 nice value（优先级，越小越优先）按 ESC 可以退出
• 在 top 界面中用 k 可以杀进程，输入进程的 PID，两次回车即可
• pstree 可以看到哪些进程生成了哪些子进程，例如 shell 里面运行 .sh 文件会生成一个子进程用于运行一个新的 shell
• kill -STOP 进程号 可以暂停程序
• kill -CONT 可以继续暂停的程序

7. 文件压缩和加密

• tar -czvf <path/name.tar.gz> <some/path/or/file> 是常见的压缩命令. 其中 -c 是 create, -v 是 verbose, -f 指定目标文件（一定要紧接文件名）, -z 使用 gzip 压缩. 如果不需要压缩就用 -cvf <path/name.tar>.
• 要解压, windows 中可以用 好压或 Matlab, linux 中把以上命令中的 -c 换成 -x（extract）即可, 如 tar -xzvf <path/name.tar.gz> -C <some/path/> 如果省略 -C 选项就解压到当前文件夹.
• openssl 可以用来给文件或字符串加密或解密
• 文件加密：openssl aes-256-cbc -nosalt -in 文件名 -out 加密文件名 -pass pass:密码
• 文件解密：openssl aes-256-cbc -nosalt -d -in 加密文件名 -out 文件名 -pass pass:密码 注意：文件加密得到的结果的 hash 是不稳定的！
• 字符串加密：echo '需要加密的字符串' | openssl enc -base64 -e -aes-256-cbc -nosalt -pass pass:密码
• 字符串解密：echo "需要解密的字符串" | openssl enc -base64 -d -aes-256-cbc -nosalt -pass pass:密码
• -salt 和 -nosalt 是什么？
• -base64 是什么？
• 这样也可以给文件加密得到稳定 hash：cat 文件名 | openssl enc -base64 -e -aes-256-cbc -pass pass:密码 > 加密文件名

8. sftp

• SFTP 其实是 ssh 的一个子功能，通过 ssh 协议传输文件，只要能 ssh 到某个机器，就可以 sftp
• 连接方法为 sftp [usr@][url] 就和 ssh [usr@][url] 一样．成功以后会出现提示符 sftp>，可以进行下一步操作
• sftp> 环境下同样可以用 cd, ls, pwd 等命令
• get /path/to/file 可以传输某个文件到本地（进入 sftp 时的目录）
• get /remote/file /local/file 可以传输某个文件到本地指定的目录和文件名，但该目录必须存在
• get -r 文件夹 可以传送整个文件夹
• 如果要指定端口用 sftp -oPort=xxx xxx@xxx.xxx.xxx.xxx

9. rsync

• for ((i=275;i<=294;++i)); do rsync -zvh addis1@headnode.beocat.ksu.edu:/homes/addis1/github/FEDVR-TDSE/data/${i}/analysis/* ./${i}/analysis/; done
• 格式 rsync -avzh file1 file2 folder3 file4 dest_path 其中 file1 到 file4 等文件或文件夹会自动同步到 dest_path 文件夹中（例如生成 dest_path/file1，dest_path/folder3）．如果 dest_path 不存在，会自动用 mkdir 生成，但只能生成一层．file, folder 和 dest_path 都可以是远程或者本地
• -a 是 archive (包括 permission 和 symlink)，-v 是 verbose（显示详情），-z 是 zip（传输过程压缩）-h 人可读
• rsync -avzh source/ dest/ --delete 会把 dest 文件夹中多余的文件删除
• 如果远程目录有需要 \ 的字符，例如 \(...\)，需要用三次，例如 \\\(...\\\)．本地的 shell 会先把 \\ 变为 \, \( 变为 (
• 若要在每个文件传输完成之后从原来文件夹删除，用 --remove-source-files
• 若要删除目标文件夹中，源文件夹不存在的内容，用 --delete

10. curl

• curl 是 client URL 的意思，用于通过 url 从服务器接受或发送信息．
• curl "网址" -so 文件 可以把某个 url 返回的字符串（如 html 和 json）保存到文件中，其中 -s 是 silent，-o 是 output file．这大概相当于在浏览器中输入 网址 然后复制 html 源码等．
• curl --header "<HeaderName>: 123" www.example.com．可以发送一个 header 的 url，也可以用 -H
• curl -u 用户名:密码 www.example.com 使用 Basic Auth 进行用户登录

11. 服务器

• sudo tasksel 快速安装某一类型的服务器需要所有的软件 (email server , file server, ...). 进入界面以后, 用空格选择想要的项目然按空格确认安装.
• sudo /etc/init.d/<aptname> start 或者 stop 或者 restart 可以进行对某个软件的 service 进行操作, 而不需要重启 linux 系统.

12. 环境变量

• echo $VAR 显示环境变量或任何变量
• export VAR=XXX 修改环境变量
• export VAR=~/opt/bin:$VAR 可以 append 某个变量（如 PATH）
• PWD 是当前路径，修改该变量相当于 cd
• PATH 是命令搜索路径，只有这里面的目录中的执行文件才不指定路径
• HOME 是用户的 ~ 文件夹
• LD_LIBRARY_PATH 是动态链接库的默认搜索地址，见这里．
• LD_RUN_PATH 编译的链接阶段，如果没有指定 rpath，就用该变量中的 path 替代．

13. 其他

• alias 可以给一个长命令设置别名，例如 alias abcde='echo hello'，仅限于当前 terminal，可以添加到 ~/.bashrc 中每次 login 都定义．