Generalitati despre programarea shell
Interpretorul de comenzi al sistemului de operare Unix furnizeaza, pe langa posibilitatea de executare a comenzilor, un set de instructiuni care permite scrierea de programe asemanatoare celor scrise in limbaje de programare de nivel inalt. Fireste, posibilitatile acestui limbaj sunt mult mai slabe decat cele ale unui limbaj ca C ori Pascal, dar exista aplicatii in care efortul de programare este mult redus. Pe linga comenzile "obisnuite", care apar in orice sistem de operare, Unix furnizeaza si o multime de utilitare, mai ales pentru fisiere text. Limbajul Shell este puternic si eficient pentru:
Aplicatii a caror rezolvare implica mai multe operatii realizabile prin comenzi Shell;
Aplicatii care manipuleaza date sub forma fisierelor text sau a liniilor de text;
Aplicatii care cer consultarea directoarelor si parcurgerea sistemului de fisiere;
Nu in ultimul rand, atunci cand facem operatii periodice care implica folosirea comenzilor Shell, putem sa ne automatizam munca prin crearea unui fisier de comenzi.
Vom numi fisier de comenzi orice secventa de comenzi memorata intr-un fisier disc. Prin program Shell sau script vom intelege un fisier ce contine, pe linga comenzi, structuri de control al executiei (instructiuni repetitive si de decizie) si variabile. Acest capitol prezinta cele mai importante concepte in programarea scripturilor sub Bourne Again Shell (BASH) , cel mai raspindit in sistemul Linux. Pentru a programa sub alt shell, trebuie consultate documentatiile corespunzatoare, pentru a vedea care sunt diferentele.
Obiectele ce compun un script sunt:
Dupa cum ati observat, nu exista o instructiune de salt neconditionat (goto), programele capatand astfel lizibilitate. Introducerea instructiunilor repetitive permite scrierea de programe structurate, spre deosebire de "limbajul" batch din sistemul de operare MSDOS.
Un script poate primi in linia de comanda argumente. De asemenea, se pot apela, din interiorul unui script, alte scripturi.
Scripturile pot fi scrise cu ajutorul unui editor de texte ca vi, ed, emacs. Apoi se stabileste dreptul de executie a fisierului, numele sau putand fi folosit ca o comanda obisnuita. Shell-ul va executa fisierul comanda cu comanda.
Un exemplu de fisier de comenzi simplu este urmatorul:
pwd
ls -l
finger
EXERCITIU: Ce efect are executarea acestui fisier de comenzi ? 34292zxc13bro6u
5.2 Afisarea datelor. Comentarii
Introducerea de comentarii
De cele mai multe ori, la inceputul programului, trebuie sa precizam care este efectul acestuia, pentru ca nu este intotdeauna evident acest lucru (s-ar putea ca pe unii utilizatori sa nu-i intereseze cum lucreaza scriptul ci doar ce face acesta). La inceputul programului trebuie precizat sub ce interpretor a fost scris. De exemplu, comanda speciala #!/bin/sh indica faptul ca instructiunile care urmeaza trebuie interpretate de Bourne Shell.
O linie de comentariu incepe intotdeauna cu semnul # si nu este interpretata de shell.
Proceduri de citire/scriere
Afisarea informatiilor se face cu ajutorul comenzii echo a carei sintaxa este:
echo [optiuni] [parametri]
Comada echo trimite parametrii pe canalul de iesire standard. Principalele caractere speciale ale comenzii sunt:
Caracter special |
Efect |
\a |
Alarma sonora |
\n |
Salt la linie noua |
\b |
Intoarcere |
\t |
Marcheaza un paragraf (TAB) |
\\ |
Afisarea unui backslash |
Pentru a se tine cont de caracterele speciale ce apar in sirurile de caractere date ca argumente, trebuie folosita optiunea -e, de exemplu:
echo -e "Luni\nMarti", afiseaza:
Luni
Marti
Afisarea valorii unei variabile se realizeaza prin folosirea caracterului $ inaintea numelui variabilei.
echo $s, afiseaza valoarea variabilei s. xr292z4313brro
5.3 Variabile
Variabile definite de utilizator
Numele variabilelor definite de utilizator trebuie sa respecte urmatoarele reguli:
Un nume de variabila poate contine litere mari si mici, cifre si caracterul "_";
Un identificator nu poate incepe cu o cifra (evitati folosirea ca prim caracter a caracterului "_");
Lungimea identificatorului nu este, teoretic, limitata;
Prin conventie, variabilele definite de utilizator se scriu cu litere mici;
Declararea unei variabile se face implicit prin atribuirea unei valori (ca in BASIC).
x=Miercuri este o operatie de atribuire, in urma careia variabila x este declarata ca variabila sir de caractere si primeste valoarea "Miercuri". Nu lasati spatii inainte sau dupa semnul "=" !
O variabila poate contine caractere speciale sau spatiiin textul dat ca valoare, caz in care se folosesc ghilimelele:
Comenzile:
s="Azi e luni si\nincepe semestrul"
echo -e $s
afiseaza:
azi e luni si
incepe semestrul
Exista posibilitatea de a proteja o variabila la eventuale modificari accidentale, folosind comanda readonly (variabila). Dupa aceasta comanda, incercarea de a modifica valoarea variabilei determina aparitia unui mesaj de eroare.
In cazul in care nu mai stim numele tuturor variabilelor folosite, putem obtine lista variabilelor, inclusiv valoarea actuala, prin comanda set. Aceasta lista contine nu numai variabilele definite de utilizator ci si variabilele sistem.
Variabilele pot fi exportate in alte shell-uri, prin comanda export (var).... Un script ce contine comenzile #!/bin/sh si export a b c, va exporta variabilele a,b,c in Bourne Shell. Shell-ul care importa variabile poate sa le modifice valoarea, dar modificarile nu sunt transmise si in shell-ul care le-a exportat.
Exemplu:
Presupunem ca s-au definit variabilele:
a="Decat mult si fara rost"
b="putin"
c="prost"
si s-a creat urmatorul script, in fisierul deviza:
#!/bin/sh
echo -e "$a mai bine $b si $c !\n"
a="Ce mai faci ?\n"
echo -e $a
Daca se dau comenzile:
hasdeu~$ export a b c
hasdeu~$ deviza
hasdeu~$ echo $a
se va afisa :
Decat mult si fara rost mai bine putin si prost !
Ce mai faci ?
Decat mult si fara rost
Putem defini explicit variabile de tipul intreg prin comanda declare -i (var), incecarile ulterioare de a da variabilei o valoare sir de caractere determinand obtinerea valorii 0 pentru acea variabila.
Operatorii disponibili sunt:
+, -, *, / -adunare, scadere, inmultire, impartire
% -modulo aritmetic
<, >, <=, >= -operatori relationali
== si != pentru egal, respectiv diferit
&& si || pentru si, respectiv sau logic
&, |, ^ -comparare bit cu bit (si, sau, respectiv sau exclusiv)
Exemplu:
declare -i n1
declare -i n2
n1=8
n2=6
n1=n1+n2 #sau let n1=n1+n2
n2=n2%2
echo $n1 $n2
Se poate folosi comanda let pentru a realiza mai rapid operatiile.
Variabile sistem
Foarte multe utilitare lucreaza cu variabile a caror valoare este predefinita si care sunt la dispozitia tuturor utilizatorilor (le vom numi variabile sistem). De obicei, variabilele sistem sunt scrise cu litere mari, pentru a le deosebi de variabilele definite de utilizator. Modificarea valorii unei variabile sistem poate crea neplaceri, deoarece utilitarele care folosesc valoarea variabilei vor lucra defectuos !!!
Dintre variabilele sistem prezentam urmatoarele:
VARIABILE |
SEMNIFICATIE |
HOME |
Contine calea de acces absolut spre directorul personal |
PATH |
Contine caile in care shell cauta programele, de regula
/usr/bin si /bin |
PS1 |
Defineste prompterul asociat interpretorului, implicit $ |
PS2 |
Defineste al doilea prompter, implicit >, atunci cand
o comanda se continua pe alta linie |
PS3 |
Variabila utilizata de comanda select, pentru a
specifica un prompter care sa apara inaintea fiecarei
intrari in meniul creat de utilizator |
OLDPWD |
Conserva calea de acces in directorul precedent |
PWD |
Memoreaza calea catre directorul curent |
RANDOM |
Contine, la fiecare acces, un numar aleator intre
0 si 32767 |
De exemplu, pentru a schimba prompterul implicit, se foloseste variabila PS1, careia ii dam valoarea PS1="da comanda, omule $"
Variabile speciale (predefinite)
O categorie aparte de variabile sistem sunt cele predefinite, numite si variabile speciale. Ele sunt variabile readonly, initializate si actualizate doar de interpretor. Variabilele speciale sunt date in urmatorul tabel:
VARIABILE |
SEMNIFICATIE |
$? |
Contine codul de revenire a ultimei comenzi executate |
$$ |
Identificatorul de proces al shell-ului activ |
$! |
Identificatorul (pid) ultimului proces lansat in paralel |
$# |
numarul de argumente pozitionale pentru shell |
Valori returnate
Este foarte important a se putea determina daca o comanda a fost executata cu succes sau nu. Fiecare comanda returneaza o valoare (exit status) memorata in variabila $?. Daca valoarea este 0 inseamna ca a aparut o eroare in cursul executiei ultimei comenzi si este nenula in caz contrar. Testul executiei cu succes se poate face cu ajutorul comenzii test, ce va fi prezentata ulterior.
Parametri de pozitie
Pentru a putea furniza si argumente in linia de comanda a unui script, se folosesc parametri de pozitie, prin care sunt disponibile valorile acestora. Parametri de pozitie sunt notati cu $1, $2,..., $9. $0 contine numele scriptului, $1 contine primul parametru, $2 contine al doilea parametru e.t.c
Variabila speciala $# va contine numarul parametrilor de pe linia de comanda, fiind utila pentru testarea existentei tuturor argumentelor necesare scriptului respectiv. Exista posibilitatea folosirii a mai mult de noua parametri in linia de comanda, insa nu vom detalia aici acest lucru (nici nu cred ca veti avea nevoie de aceasta facilitate).
5.4 Citirea datelor. Comanda read
Pentru a avea un contact direct cu utilizatorul, in afara folosirii parametrilor de pozitie, exista pozibilitatea de a se introduce date prin intermediul comenzii read.Datele citite sunt transmise pe canalul de intrare standard si memorate in variabilele pasate ca parametrii din comanda read. Sintaxa este urmatoarea:
read (variabila)...
La intalnirea unei comenzi read, shell-ul asteapta introducerea datelor si validarea lor prin apasarea tastei ENTER. Shell-ul imparte linia de intrare in cuvinte, afectand primul cuvant primei variabile, al doilea celei de-a doua variabile...Ultimele cuvinte sunt memorate in ultima variabila. Este de dorit ca orice comanda read sa fie precedata de un echo, pentru a explica utilizatorului ce dorim sa introduca.
5.5 Verificarea unei conditii. Comanda test
Comanda test verifica indeplinirea unei conditii si intoarce o valoare care sa marcheze acest lucru. Pentru a se cunoaste rezultatul testului, se foloseste variabila $?. Aceasta are valoarea 0 daca testul este pozitiv (conditie adevarata) si o valoare diferita de 0 in caz contrar.
Comanda test realizeaza urmatoarele teste:
Teste asupra fisierelor
Testul asupra unui fisier consta in verificarea daca acesta verifica o conditie specificata printr-o optiune. Sintaxa generala este urmatoarea:
test -optiune (fisier sau director)
Conditiile posibile sunt:
OPTIUNE |
SEMNIFICATIE |
-e |
Fisierul exista (indiferent de tipul sau) |
-f |
Fisier normal ? |
-d |
Fisier director ? |
-c |
Fisier special (periferic) de tip caracter ? |
-b |
Fisier special de tip bloc ? |
-p |
Fisier pipe ? |
-r |
Drept de acces pentru citire ? |
-w |
Drept de acces la scriere ? |
-x |
Drept de executie ? |
-s |
Fisier nevid ? |
Comanda test poate fi combinata cu alte comenzi cu ajutorul operatorilor && si ||, formindu-se siruri de comenzi. Cea mai folosita combinatie este cea cu comanda echo:
test -x doom && echo "Aveti drept de executie !!!"
stabileste daca exista drept de executie asupra fisierului doom si, in caz afirmativ, afiseaza un mesaj.
Teste asupra sirurilor de caractere
Exista doua tipuri de teste asupra sirurilor de caractere: test pentru a controla daca un sir de caractere este vid si test pentru a vedea daca doua siruri sunt identice. Pentru primul tip de test avem doua optiuni:
test -z "variabila" (testeaza daca variabila contine un sir vid)
test -n "variabila" (testeaza daca variabila contine un sir nevid)
Variabilele se scriu intre ghilimele pentru a ne asigura ca nu vor aparea erori de sintaxa din cauza sirurilor vide.
A doua forma ne permite sa verificam daca doua siruri sunt sau nu identice, de exemplu:
test "$a" = impozit
verifica daca variabila $a are ca valoare sirul impozit.
test "$f" != exit
verifica daca variabila $f nu are valoarea exit
Aici nu este obligatorie folosirea ghilimelelor pentru sirurile de caractere.
Teste numerice
Pentru testele numerice, comanda test trebuie sa aiba trei parametri:
test (valoare1) -optiune (valoare2) , unde valoare1 si valoare2 sunt termenii care se compara, iar optiunea specifica relatia de ordine folosita.
OPTIUNE |
SEMNIFICATIE |
-eq |
Egal |
-ne |
Diferit |
-lt |
Mai mic (less than) |
-gt |
Mai mare (greater than) |
-le |
Mai mic sau egal |
-ge |
Mai mare sau egal |
Exemplu:
x=10
y=6
test "$x" -ge "$y" && echo "$x mai mare ca $y"
Scriptul verifica daca valoarea variabilei x este mai mare sau egala cu valoarea lui y si
afiseaza mesajul corespunzator.
Daca unul dintre termeni nu este definit (variabila neinitializata), atunci comanda test nu va functiona.
Exista posibilitatea de a combina mai multe teste prin folosirea unor optiuni de combonare "logica":
OPTIUNE |
SEMNIFICATIE |
! |
Negatia logica |
-a |
Combinatie de teste prin SI logic |
-o |
Combinatie de teste prin SAU logic |
Exemple:
1) test ! -s "$f"
returneaza valoarea 0 daca fisierul cu numele continut de variabila $f este vid.
2) test -d "$f" -a -x "$f" returneaza 0 daca fisierul $f este un director si avem drept de executie.
3) test -c "$1" -o -b "$1" && echo "Fisier asociat unui periferic"
returneaza 0 daca primul argument al liniei de comanda este un fisier special de tip caracter sau bloc; in acest caz se afiseaza si mesajul corespunzator.
Este posibila folosirea parantezelor pentru a crea expresii complexe. Pentru a putea folosi parantezele, acestea vor fi precedate de caracterul \, ca in exemplul de mai jos:
test \( -e "$1" \) -a \(-f "$1" -o -d "$1" \)
Exercitiu: Ce semnificatie are aceasta comanda ?
Forma restrinsa a comenzii test
Pentru a putea fi folosita mai usor in combinatie cu instructiunea if, comanda test are si o forma simplificata, in care numele comenzii este inlocuit de parantezele patrate [ si ]:
[ -r lista ]
este echivalenta cu
test -r lista
Efectul executiei formei simplificate este acelasi !
5.6 Instructiunea if
Marele avantaj al limbajului de programare shell consta in existenta structurilor de control al executiei instructiunilor. Instructiunea if permite conditionarea executiei unei comenzi de indeplinirea unei conditii logice.
Sintaxa instructiunii este urmatoarea:
if (expresie logica)
then
(comanda)...
[else
(comanda)... ]
fi
unde:
(expresie logica)- comanda sau suita de comenzi cu rezultat logic
(comanda) - orice comanda acceptata de shell, inclusiv if
Instructiunea if functioneaza la fel ca instructiunile similare din limbajele Pascal si C. Cuvintele if, then, else si fi sunt cuvinte cheie. Este obligatoriu ca instructiunea if sa fie scrisa asa cum apare mai sus.
EXEMPLE: 1. Scriptul urmator:
if grep "Georgescu" lista > /dev/null
then
echo "Numele a fost gasit in lista "
else
echo "Numele nu este in lista "
fi
cauta numele Georgescu in fisierul lista si afiseaza un mesaj in care se precizeaza rezultatul cautarii. Dupa cum stiti (oare ?), comanda grep fara optiuni afiseaza liniile care contin sablonul specificat. Prin redirectarea iesirii (>/dev/null), se trimit liniile de text catre perifericul null (trimitere catre "nicaieri"), pentru ca nu ne intereseaza liniile gasite, ci doar daca exista asemenea linii.
2. In exemplul urmator vom rescrie scriptul precedent, sablonul si fisierul in care cautam fiind date ca argumente pe linia de comanda:
if grep "$1" "$2" >/dev/null
then
echo "$1 apare in fisierul $2"
else
echo "$1 nu apare in fisierul $2"
fi
3. Rescriem scriptul precedent, testand corectitudinea liniei de comanda (se verifica daca numarul argumentelor din linia de comanda este corect).
if [$# -lt 2]
then
echo "Prea putini parametri. Corect este: $0 sablon fisier"
exit 1
fi
if grep "$1" "$2" >/dev/null 2>&1
then
echo "$1 apare in fisierul $2"
else
echo "$1 nu apare in fisierul $2"
fi
exit 0
OBSERVATII:
Pentru testarea numarului de parametri s-a folosit variabila speciala $#, care memoreaza numarul de argumente din linia de comanda a ultimei comenzi. S-a folosit comanda test in forma simplificata.
Comanda exit este folosita pentru terminarea fortata a executiei scriptului, un parametru nenul al acesteia indicand ca scriptul s-a terminat cu eroare. Daca numarul argumentelor este corect, scriptul va returna la terminare valoarea 0 (exit 0).
Am folosit expresia 2>&1 pentru a uni canalul de iesire si canalul de eroare standard. Acest lucru este necesar pentru ca, in cazul aparitiei unei erori, mesajul de eroare sa nu fie trimis pe canalul de eroare standard (ar aparea pe ecran si nu dorim acest lucru) ci pe canalul de iesire (iesirea a fost redirectata spre perifericul nul).
5.7 Instructiunea case
Pentru deciziile multiple a fost implementata instructiunea case, care are urmatoarea sintaxa:
case (valoare) in
(sablon_1) (comanda)...;;
(sablon_2) (comanda)...;;
...
esac
unde:
(valoare) -"variabila" de selectie
(sablon_i)-criteriu de cautare (domeniu de valori)
(comanda) -orice comanda sau succesiune de comenzi acceptate de shell
FUNCTIONARE:
Daca (valoare) se incadreaza intr-unul din domeniile specificate, se executa lista de comenzi corespunzatoare domeniului respectiv. Sunt permise folosirea caracterelor speciale in compunerea sabloanelor.
EXEMPLU:
Urmatorul script:
case $LOGNAME in
root) PS1="#";;
lucian | danut) PS1="Buna prietene $LOGNAME $";;
*) PS1="Buna user obisnuit \h:\w\$ ";;
esac
export PS1
readonly PS1
poate fi introdus in fisierul /etc/profile pentru a stabili forma prompterului pentru fiecare categorie de utilizatori. $LOGNAME contine numele ultimului utilizator care s-a conectat la sistem. Utilizatorii lucian si danut au un prompter diferit de cel al utilizatorilor obisnuiti (sunt, probabil, prieteni cu root-ul...).
EXERCITIU:Rescrieti scriptul de la instructiunea if, verificand parametrii din linia de comanda cu instructiunea case.
5.8 Instructiunea for
Instructiunea for se foloseste atunci cand un grup de comenzi trebuie executat de mai multe ori. Spre deosebire de instructiunea for din alte limbaje, in limbajul shell nu se fixeaza o limita inferioara si una superioara pentru variabila contor, aceasta luand valori dintr-o lista explicita de valori sau potivit unui anumit criteriu de cautare (in FOXPRO se intalneste o astfel de forma a instructiunii for). Sintaxa este:
for (variabila) in (lista)
do
(comanda)...
done
Folosirea listelor explicite de valori
O lista explicita este specificata prin enumerarea valorilor sale. Variabila contor va lua ca valoare, pe rand, fiecare valoare din lista:
for fis in lista1 lista2 lista3
do
cat $fis
rm
