Pentru a deschide un terminal nou:

Puteți folosi următoarele scurtături în terminal:

Pentru a naviga (scrolling) în cadrul unui terminal, mai ales atunci când o comandă afișează mult text, folosiți următoarele scurtături:

Alte scurtături utile:

Paginile de manual sunt adesea de mari dimensiuni și avem nevoie să le parcurgem rapid (să navigăm prin ele). Pentru aceasta, după ce deschidem pagina de manual a unei comenzi, putem folosi combinațiile de taste de mai jos pentru a naviga în pagină:

Pentru a obține informații detaliate despre noțiunile și tehnicile din acest laborator, recomandăm să consultați capitolul corespunzător din cartea de USO.

• Înțelegerea conceptelor legate de procese
• Dobândirea de competențe de monitorizare și interacțiune cu procesele
• Obținerea de abilități de lucru cu utilitare și comenzi Linux
• Obținerea de noțiuni de bază legate de comunicarea inter-proces: pipe-uri și semnale

Pe parcursul laboratoarelor, pentru descărcarea fișierelor necesare laboratorului, vom folosi Git. Git este un sistem de controlul versiunii și e folosit pentru versionarea codului în proiectele software mari. Celor interesați să aprofundeze conceptele din spatele comenzii git, precum și utilizări avansate, le recomandăm cursul practic online de pe gitimmersion.

Informațiile despre laboratorul de USO se găsesc în acest repository Git.

student@uso:~$ cd ~
student@uso:~$ git clone https://github.com/systems-cs-pub-ro/uso-lab.git

Cam atât cu pregătirea laboratorului. Acum haideți să ne apucăm de treabă!

Ierarhia de procese în Linux este sub formă arborescentă; putem vizualiza folosind pstree (similar cu tree de la sistemul de fișiere)

Folosind ps fără nici un parametru vizualizăm procesele din shell-ul curent asociate utilizatorului curent.

student@uso:~$ ps
  PID TTY          TIME CMD
22101 pts/0    00:00:00 bash
22209 pts/0    00:00:00 ps

Tot cu ps putem vizualiza un snapshot al tuturor proceselor. Aceasta se poate obține folosind două variante ale comenzii:

student@uso:~$ ps aux
USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root         1  0.0  0.3 160140  7044 ?        Ss   10:39   0:02 /sbin/init spla
root         2  0.0  0.0      0     0 ?        S    10:39   0:00 [kthreadd]
[...]
student  22101  0.0  0.2  31236  5192 pts/0    Ss   19:38   0:00 bash
student  22114  0.0  0.2  31236  5008 pts/1    Ss+  19:38   0:00 bash
root     22151  0.0  0.3  25656  6260 ?        S    19:40   0:00 /sbin/dhclient 
student  22191  0.0  0.1  46012  3656 pts/0    R+   19:48   0:00 ps aux

Un utilitar echivalent lui Windows Task Manager pentru vizualizarea în timp real a proceselor care rulează, în linie de comandă, este htop.

student@uso:~$ htop

Procesul este identificat în sistem cu ajutorul unui număr numit PID (process ID). Acesta este unic în sistem. Atunci când un proces este creat, se asignează un PID nou, următorul crescător liber.

Un alt atribut important este PID-ul procesului părinte, PPID. Având o structură ierarhică, toate procesele au un părinte, părintele tuturor fiind init sau systemd (în funcție de sistem) și are PID-ul 1.

Atributul COMMAND ne spune numele procesului sau comanda cu care a fost creat:

USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
student  23176  0.0  0.1  46012  3644 pts/0    R+   22:06   0:00 ps aux

Pentru o listă completă de atribute, verificați manualul.

Există mai multe stări în care un proces se poate afla:

1. Starea în care rulează
2. Starea în care este oprit: se folosește Ctrl+Z
3. Starea în care este terminat (procesul nu mai există): se folosește Ctrl+C

Apăsând o combinație de taste din cele de mai sus, trimitem un semnal procesului:

În secțiunea Demo exemplificăm cum se trece prin aceste stări.

Un utilizator poate trimite un semnal unui proces folosind comanda kill! Este foarte important să înțelegem că scopul principal al utilitarului nu este omorârea de procese, deși poate face și asta. O listă a tuturor semnalelor posibile ce pot fi trimise aflăm prin

student@uso:~$ kill -l   

Utilitarele pkill și killall termină procesele folosind ca argument numele procesului și nu PID-ul (ca la kill).

Redirectare stdout (standard output, în general mesaje afișate prin comenzi similare cu printf din C). Pentru a redirecta lista proceselor într-un fișier, folosim următoarea comandă:

student@uso:~$ ps aux > procese.txt

Astfel, am specificat procesului să nu mai afișeze rezultatul pe ecran, ci într-un fișier. Diferența între > și » este că primul înlocuiește conținutul fișierului procese.txt, pe când al2lea adaugă la sfârșitul fișierului.

Operatorul < folosit comanda < fisier.txt setează comenzii intrarea fisier.txt.

student@uso:~$ grep "Disable" < vm-actions-log.txt 
* Disable terminal bell and scrolling in terminal:
* Disable cursor blinking in terminal:
* Disable DNS usage in SSH server:
* Disable automated screen locking:

Operatorul | este foarte important și uzual folosit. Acesta ia rezultatul primei comenzi și îl oferă ca intrare la a2a comandă. Câteva exemple:

student@uso:~$ ps aux | grep sleep
student  22406  0.0  0.0  16116   828 pts/0    S    20:28   0:00 sleep 1000
student  22408  0.0  0.0  23076  1084 pts/0    S+   20:28   0:00 grep --color=auto sleep

student@uso:~$ tree | grep Documents
├── Documents

Se pot înlănțui 2 sau mai multe comenzi.

Procesele daemon sunt procese ce rulează în fundal. De obicei, acestea sunt servicii ce servesc anumite funcții specifice. Acestea pot fi recunoscute ca având procesul părinte cu PID 1 (procesul init sau systemd).

Folosind ps fără nici un parametru vizualizăm procesele din shell-ul curent asociate utilizatorului curent.

student@uso:~$ ps
  PID TTY          TIME CMD
22101 pts/0    00:00:00 bash
22209 pts/0    00:00:00 ps

Tot cu ps putem vizualiza un snapshot al tuturor proceselor. Aceasta se poate obține folosind două variante ale comenzii:

student@uso:~$ ps aux
USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root         1  0.0  0.3 160140  7044 ?        Ss   10:39   0:02 /sbin/init spla
root         2  0.0  0.0      0     0 ?        S    10:39   0:00 [kthreadd]
[...]
student  22101  0.0  0.2  31236  5192 pts/0    Ss   19:38   0:00 bash
student  22114  0.0  0.2  31236  5008 pts/1    Ss+  19:38   0:00 bash
root     22151  0.0  0.3  25656  6260 ?        S    19:40   0:00 /sbin/dhclient 
student  22191  0.0  0.1  46012  3656 pts/0    R+   19:48   0:00 ps aux

Un utilitar echivalent lui Windows Task Manager pentru vizualizarea în timp real a proceselor care rulează, în linie de comandă, este htop.

student@uso:~$ htop

În mod implicit, când afișăm procesele, ni se arată următoarele atribute:

student@uso:~$ ps aux
USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
[...]

Putem specifica ce atribute să ne afișeze și în ce ordine dorim:

student@uso:~$ ps -ax -o ppid,pid,cmd
 PPID   PID CMD
    0     1 /sbin/init splash
    0     2 [kthreadd]
[...]

Pentru a selecta doar procesele pornite de utilizatorul student:

student@uso:~$ ps -f -u student
UID        PID  PPID  C STIME TTY          TIME CMD
student    900     1  0 11:10 ?        00:00:00 /lib/systemd/systemd --user
student    901   900  0 11:10 ?        00:00:00 (sd-pam)
[...]

Vom folosi ca exemplu utilitarul sleep. Trebuie să știm dacă procesul nostru rulează sau nu. Pentru a verifica acest lucru, dintr-un alt terminal, ne folosim de utilitarul ps:

Terminal 1:

student@uso:~$ sleep 100

Terminal 2:

student@uso:~$ ps aux
USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root         1  0.0  0.3 160140  7044 ?        Ss   10:39   0:02 /sbin/init spla
root         2  0.0  0.0      0     0 ?        S    10:39   0:00 [kthreadd]
[...]
student  22268  0.0  0.0  16116   884 pts/0    S    19:54   0:00 sleep 100
student  22281  0.0  0.1  46012  3744 pts/0    R+   19:54   0:00 ps aux

Am găsit procesul sleep în sistem. Putem folosi utilitarul pgrep pentru a afla PID-ul procesului.

student@uso:~$ pgrep sleep
22268

Pentru a opri procesul, vom folosi combinația de taste Ctrl+Z:

student@uso:~$ sleep 100
student@uso:~$ ^Z
[1]+  Stopped                 sleep 100
student@uso:~$ jobs
[1]+  Stopped                 sleep 100

Am folosit utilitarul jobs pentru a vedea ce procese sunt active în terminalul curent. De aici putem folosi bg (background) pentru a porni procesul în mod interactiv sau fg (foreground) pentru a porni procesul în mod neinteractiv. Mai simplu, la bg putem da alte comenzi în timp ce programul nostru rulează, iar la fg nu putem să dăm alte comenzi.

Vom folosi în continuare comanda kill pentru a trimite semnale proceselor. Această comandă nu omoară neapărat procesul, în ciuda numelui.

student@uso:~$ kill --help
kill: kill [-s sigspec | -n signum | -sigspec] pid | jobspec ... or kill -l [sigspec]
    Send a signal to a job.

Dintr-un alt terminal aflăm PID-ul procesului sleep folosind utilitarul pgrep. Pentru a termina procesul, trimitem semnalul 9 (SIGKILL):

student@uso:~$ jobs
[1]+  Stopped                 sleep 100
student@uso:~$ pgrep sleep
22286
student@uso:~$ kill -9 22286
student@uso:~$ jobs
[1]+  Killed                  sleep 100

Am transmis semnalul 9 (SIGKILL) procesului 22286, iar acesta a fost terminat instant.

Pentru a redirecta lista proceselor într-un fișier, folosim următoarea comandă:

student@uso:~$ ps aux > procese.txt

Astfel, am specificat procesului să nu mai afișeze rezultatul pe ecran, ci într-un fișier. Diferența între > și » este că primul înlocuiește conținutul fișierului procese.txt, pe când al2lea adaugă la sfârșitul fișierului. Astfel, executând a2a oară comanda:

student@uso:~$ ps aux >> procese.txt

Vom avea în fișierul procese.txt afișat de 2 ori ieșirea comenzii.

Operatorul | este foarte important și uzual folosit. Acesta ia rezultatul primei comenzi și îl oferă ca intrare la a doua comandă. Câteva exemple:

student@uso:~$ ps aux | grep sleep
student  22406  0.0  0.0  16116   828 pts/0    S    20:28   0:00 sleep 1000
student  22408  0.0  0.0  23076  1084 pts/0    S+   20:28   0:00 grep --color=auto sleep

student@uso:~$ tree | grep Documents
├── Documents

Folosind ps fără nici un parametru vizualizăm procesele din shell-ul curent asociate utilizatorului curent.

student@uso:~$ ps
  PID TTY          TIME CMD
22101 pts/0    00:00:00 bash
22209 pts/0    00:00:00 ps

Parametrul aux asociat lui ps ne arată toate procesele din sistem:

student@uso:~$ ps aux
USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root         1  0.0  0.3 160140  7044 ?        Ss   10:39   0:02 /sbin/init spla
root         2  0.0  0.0      0     0 ?        S    10:39   0:00 [kthreadd]
[...]
student  22101  0.0  0.2  31236  5192 pts/0    Ss   19:38   0:00 bash
student  22114  0.0  0.2  31236  5008 pts/1    Ss+  19:38   0:00 bash
root     22151  0.0  0.3  25656  6260 ?        S    19:40   0:00 /sbin/dhclient 
student  22191  0.0  0.1  46012  3656 pts/0    R+   19:48   0:00 ps aux

Pentru a selecta doar procesele pornite de utilizatorul student folosim -u:

student@uso:~$ ps -f -u student
UID        PID  PPID  C STIME TTY          TIME CMD
student    900     1  0 11:10 ?        00:00:00 /lib/systemd/systemd --user
student    901   900  0 11:10 ?        00:00:00 (sd-pam)
[...]

Putem specifica ce atribute să ne afișeze și în ce ordine dorim:

student@uso:~$ ps -ax -o ppid,pid,cmd
 PPID   PID CMD
    0     1 /sbin/init splash
    0     2 [kthreadd]
[...]

Până a trece mai departe, trebuie să vă asigurați că ați înțeles cum trebuie navigarea printr-o ierarhie de procese. Pentru asta, parcurgeți următoarele exerciții după care verificați cu asistentul că totul este în regulă.

1. Afișați toate procesele din sistem care să conțină date legate de PID, PID-ul părintelui, user-ul care deține procesul și comanda care a pornit procesul
2. Filtrați procesele după utilizatorul curent (student)
3. Afișați procesele în mod interactiv (folosind top/htop)