Что такое shell и зачем он нужен

Командная оболочка в любых unix-подобных системах, к которым относится и GNU/Linux, является обычной программой, запускаемой как в текстовой консоли (которая используется всё реже), так и в графической среде – в окне эмулятора терминала, доступного в любой Linux-системе.

Ее задача проста и очевидна: принять строку (или строки) ввода, произвести их синтаксический анализ и на основе результатов этого анализа отреагировать соответствующим образом – выполнить команду, запустить программу, вывести диагностическое сообщение и т.п.

Почти во всех дистрибутивах Linux для пользователей по умолчанию назначается командная оболочка bash (Bourne Again SHell – ещё одна командная оболочка Бурна; Стив Бурн – автор первой командной оболочки в Unix – sh). Фактически она стала неофициальным стандартом, и усовершенствование ее функциональных возможностей продолжается непрерывно. Существуют и другие командные оболочки – tcsh (версия C-shell), ksh (Korn Shell), zsh и т.д. – у каждой есть свои достоинства и недостатки, а также свои группы поклонников. Тем не менее, bash более привычна широким массам пользователей с различными уровнями подготовки, потому я и остановил свой выбор на ней. Стоит также отметить, что какими бы возможностями ни обладали различные оболочки, все они совместимы со своим идеологическим прародителем – Bourn Shell (sh). Иными словами, скрипт, написанный для sh, будет корректно работать в любой современной оболочке (обратно, вообще говоря, неверно).

Преимущества командной строки

Может возникнуть вопрос: зачем возиться с командной строкой, если существуют удобные и красивые графические интерфейсы? Тому есть множество причин. Во-первых, далеко не все операции удобнее и быстрее выполнять с помощью графического интерфейса. Во-вторых, каждая программа следует основополагающему принципу Unix-систем: делать чётко определённую работу и делать её хорошо. Иными словами, вы всегда понимаете, что происходит при запуске той или иной утилиты (если что-то не вполне понятно, то следует обратиться к man-руководству). В-третьих, осваивая команды, пробуя их сочетания и комбинации их параметров, пользователь изучает систему, приобретая ценный практический опыт. Вы получаете доступ к таким эффективным инструментам, как конвейеры, позволяющие организовать цепочку команд для обработки данных, средства перенаправления ввода/вывода, а кроме того, можете программировать непосредственно в командной оболочке. Пожалуй, на программировании стоит остановиться подробнее, тем более что многие системные сценарии в Linux (например, скрипты запуска системных сервисов) написаны для shell.

Командная оболочка в качестве языка программирования

Итак, командную оболочку можно рассматривать как язык программирования и как программную среду выполнения одновременно. Разумеется, этот язык не компилируемый, а интерпретируемый. Он допускает использование переменных: системных или собственных. Последовательность выполнения команд программы изменяется с помощью конструкций проверки условия и выбора соответствующего варианта: if-then-else и case. Циклы while, until и for позволяют автоматизировать многократно повторяющиеся действия. Имеется возможность объединять группы команд в логические блоки. Вы можете даже писать настоящие функции с передачей в них параметров. Таким образом, налицо все признаки и характеристики полноценного языка программирования. Попробуем извлечь из этого двойную пользу – наряду с изучением основ программирования автоматизируем свою повседневную работу.

Hello, World! Простая система резервного копирования

О необходимости регулярного резервного копирования данных знают все, но у пользователей вечно не хватает времени на эту скучную операцию. Выход прост – организовать автоматическое создание резервных копий. Это и будет нашим первым заданием по программированию в командной оболочке.

#!/bin/bash # # Резервное копирование каталогов и файлов из домашнего каталога # Этот командный скрипт можно автоматически запускать при помощи cron # cd $HOME if [ ! -d archives ] then mkdir archives fi cur_date=`date +%Y%m%d%H%M` if [ $# -eq 0 ] ; then tar czf archive${cur_date}.tar.gz projects bin else tar czf archive${cur_date}.tar.gz $* fi if [ $? = 0 ] ; then mv archive${cur_date}.tar.gz $HOME/archives echo "$cur_date – Резервное копирование успешно завершено." else echo "$cur_date – ОШИБКА во время резервного копирования." fi

Любой командный сценарий (script – скрипт, так называются программы командной оболочки) начинается со строки идентификатора, в которой явно задаётся интерпретатор команд с указанием полного пути к нему. Полный путь – последовательное перечисление всех каталогов, начиная с корневого, в которые надо войти, чтобы добраться до целевого файла, и, разумеется, имя этого файла. Запись полного пути чрезвычайно важна для однозначной идентификации каждого файла в иерархии файловой системы.

Далее следуют четыре строки комментариев. Как только командная оболочка встречает символ "#", она считает все последующие символы комментариями и полностью игнорирует их до конца текущей строки. Поэтому комментарий можно начать не с самого начала строки, а сопроводить им какую-либо команду.

После комментариев располагается пустая строка. Для командной оболочки она ничего не значит, и никаких действий не производится. В сценариях пустые строки обычно вставляют для того, чтобы обеспечить удобство чтения программного кода.

Наконец-то мы добрались до первой «настоящей» команды. Она позволяет сменить каталог (Change Directory), т.е. перейти из текущего каталога в другой, переданный команде как аргумент. В большинстве случаев целевой каталог задаётся в явной форме, например, cd /tmp или cd projects, но в нашем случае используется предопределённая системная переменная HOME – в ней содержится полный путь к домашнему каталогу текущего пользователя, от имени которого выполняется командный сценарий. Тем самым мы избавляемся от необходимости вносить изменения в код всякий раз при смене пользователя, потому что команда возвращает любого в его личный каталог. Знак доллара "$" перед именем переменной означает, что необходимо извлечь значение, содержащееся в этой переменной, и подставить его в командную строку вместо её имени. Особо следует отметить, что в командном языке оболочки регистров букв имеют важное значение, т.е. HOME, Home и home – это три различные переменные. По соглашению, буквами верхнего регистра обозначаются имена системных переменных: HOME, PATH, EDITOR и т.д. Это соглашение не запрещает пользователям создавать свои переменные с именами из заглавных букв, но зачем усложнять себе жизнь, нарушая общепринятые нормы и правила? Не рекомендуется также изменять значения системных переменных без крайней необходимости. В общем, соблюдаем простое правило: системные переменные используем только для чтения, а если потребовалась собственная, то её имя записываем буквами нижнего регистра.

Нашу первую команду можно было бы записать более кратко:

cd ~

Здесь символ "~" также означает домашний каталог текущего пользователя. Ветераны командной строки выражаются ещё лаконичнее:

cd

Смысл в том, что когда для команды cd не задан никакой аргумент, она выполняет переход в домашний каталог.

На очереди классическая программная конструкция проверки условия и принятия соответствующего решения. Общая схема такова:

if <условие> then <одна или несколько команд> fi

Последнее слово конструкции (if в обратном порядке) выполняет роль закрывающей скобки, т.е. границы списка команд, выполняемых при истинности условия. Присутствие fi обязательно, даже если в списке лишь одна команда.

Для проверки условия, как правило, применяется команда test или её альтернативная форма записи в квадратных скобках. Иначе говоря, записи

if [ ! -d archives ] if test ! -d archives

абсолютно равнозначны. Я предпочитаю квадратные скобки, поскольку они более наглядно определяют границы проверяемого условия. И правая, и левая скобка должны быть обязательно отделены от условия пробелами.

Критерии проверки условия определяются разнообразными флагами. Команда test распознаёт очень большой их список. В нашем примере использован флаг -d, позволяющий проверить, соответствует ли заданное после флага имя реально существующему каталогу (directory). Наиболее часто при работе с файлами применяются следующие флаги:

F – существует ли обычный файл с заданным именем;

R – установлено ли для заданного файла право на чтение из него;

W – установлено ли для заданного файла право на запись в него;

X – установлено ли для заданного файла право на его выполнение;

S – имеет ли заданный файл ненулевой размер.

В нашем случае перед условием стоит восклицательный знак, обозначающий операцию логического отрицания, поэтому смысл проверяемого условия становится абсолютно противоположным. Попробуем записать смысл этих команд на обычном русском языке:

if [ ! -d archives ] Если не существует каталог archives (в текущем каталоге), then то начать выполнение блока команд: mkdir archives создать каталог archives (в текущем каталоге) fi завершить выполнение блока команд.

Как видите, всё оказалось не таким уж и сложным. Немного практики, и вы без труда сможете читать и самостоятельно создавать подобные конструкции. Команда создания каталога настолько очевидна, что дополнительных разъяснений не требуется.

В следующей строке мы создаём собственную локальную переменную cur_date. В подавляющем большинстве случаев переменные создаются простым присваиванием конкретного значения, например:

ten=10 string="Это строка текста"

Но в нашем примере применяется небольшая хитрость. Обратите внимание, что после знака равенства – символа присваивания – записана команда в обратных кавычках. Такая форма записи позволяет присвоить переменной не саму строку, а результат её выполнения. Здесь это вывод команды date, которая возвращает текущую дату и время в формате, определяемом списком параметров:

%Y – текущий год в полной форме, т.е. из четырёх цифр (например, 2009);

%m – номер текущего месяца (например, 09 – для сентября);

%d – номер текущего дня;

%H – текущий час в 24-часовом формате;

%M – текущая минута.

Таким образом, если выполнить команду

cur_date=`date +%Y%m%d%H%M`

десятого сентября 2009 года в 22:45, то переменной cur_date будет присвоено строковое значение "200909102245". Цель этого ухищрения – сформировать уникальное, не повторяющееся имя архивного файла. Если вы намерены запустить несколько экземпляров программы в течение одной минуты, то можете улучшить уникальность имён, добавляя ещё и текущие секунды. Как? Изучите руководство утилиты date (man date) – в этом нет ничего сложного.

Прежде чем приступить к созданию файла архива, необходимо определить, какие именно каталоги мы будем сохранять в нём. Для большей гибкости можно задать набор каталогов, архивируемых по умолчанию, но предусмотреть возможность замены этого набора списком каталогов, передаваемым как аргумент в наш командный сценарий. Для этого используются специальные переменные командной оболочки: $# – число переданных в сценарий параметров и $* – все переданные параметры, записанные в формате одной строки.

if [ $# -eq 0 ] ; then

Проверка условия «если число переданных параметров равно нулю», то выполнить следующую команду. Отметим, что ключевое слово then можно записать в строке условия, отделив его от условного выражения точкой с запятой.

tar czf archive${cur_date}.tar.gz projects bin

Команда создания архивного файла и сжатия этого файла. Сама утилита tar не выполняет сжатие, а только лишь собирает все заданные файлы и каталоги в единый tar-файл. Для этого предназначен первый флаг - c (create – создать). Сжатие выполняет внешняя программа – здесь это gzip, вызываемый вторым флагом - z. Если в вашей системе установлена более эффективная программа сжатия bzip2, то вы можете воспользоваться ею, изменив команду следующим образом:

tar cjf archive${cur_date}.tar.bz2 projects bin

Третий флаг f сообщает о том, что далее следует имя архивного файла, поэтому всегда является замыкающим в перечне флагов. Обратите внимание на то, что при подстановке имя переменной заключено в фигурные скобки. Это сделано, чтобы явно выделить переменную в окружающей её строке, тем самым устраняя многие потенциальные проблемы. Расширения архивному файлу не присваиваются автоматически, вы сами дописываете всё необходимое. В качестве каталогов, архивируемых по умолчанию, я указал projects и bin, но вы можете записать здесь имена своих наиболее ценных каталогов.

Ключевое слово else открывает альтернативную ветвь выполнения. Команды этого блока начинают работать, если проверка условия даёт результат «ложь» (в нашем примере: «число переданных параметров ненулевое», т.е. пользователь задал имена каталогов). В этом случае команда будет выглядеть так:

tar czf archive${cur_date}.tar.gz $*

Здесь каталоги по умолчанию заменены строкой имён каталогов, принятой извне. Имеется возможность принимать и обрабатывать каждый внешний параметр по отдельности, но нам удобнее передать строку целиком.

В конце программы выполняется ещё одна проверка. В unix-средах все команды возвращают код статуса завершения своей работы. Если команда отработала успешно, то она возвращает код 0, в противном случае код завершения будет ненулевым. Чтобы проверить успешность выполнения предыдущей команды архивации, воспользуемся ещё одной специальной переменной $?, в которой всегда содержится значение кода завершения самой последней команды. Если в переменной $? содержится 0, т.е. файл резервной копии был успешно создан, то мы перемещаем его в каталог архивов:

mv archive${cur_date}.tar.gz $HOME/archives

и выдаём соответствующее сообщение:

echo "$cur_date – Резервное копирование успешно завершено."

Если проверка показала, что код завершения операции архивирования не равен нулю, то выводится сообщение об ошибке:

echo "$cur_date – ОШИБКА во время резервного копирования."

На этом работа нашего командного сценария завершается.

Чтобы проверить работу нашей программы, необходимо сохранить описанный выше исходный код в файле, например, с именем bckp, а затем для удобства сделать его выполняемым:

chmod 750 bckp

и запустить:

./bckp

для создания резервной копии каталогов, заданных по умолчанию, и

./bckp docs progs works

для создания резервной копии перечисленных каталогов (укажите имена каталогов, действительно существующих в вашей системе, иначе получите сообщение об ошибке).

Можно поместить файл bckp в один из каталогов, указанных в системной переменной PATH. Наиболее предпочтительными местами размещения являются /usr/local/bin или $HOME/bin, если таковые у вас имеются. После этого вы можете запускать bckp как системную команду.

Как автоматизировать операции резервного копирования «по расписанию»

Несколько слов об автоматизации резервного копирования. Для этой цели служит системный планировщик cron, который считывает рабочие инструкции из специального crontab-файла. Чтобы определить такие инструкции, необходимо создать и отредактировать свой crontab-файл при помощи команды:

crontab -e

Инструкции записываются в строго определённом формате (поля разделяются пробелами):

минуты часы день_месяца месяц день_недели команда

Один из вариантов расписания операций резервного копирования может выглядеть следующим образом:

30 23 10,20,30 * * /usr/local/bin/bckp

Это означает, что сценарий резервного копирования (следует указать полный путь к этому файлу) будет выполняться в 23:30 10-го, 20-го и 30-го числа каждого месяца независимо от дня недели. (Звёздочки обозначают весь допустимый диапазон значений, в данном случае: каждый месяц – в 4-м поле, любой день недели – в 5-м поле)

Если вы предпочитаете подводить итоги по неделям, а ваша система работает круглосуточно, то имеет смысл запланировать резервное копирование в часы с минимальной нагрузкой:

0 5 * * 3,5 /usr/local/bin/bckp

Здесь резервные копии будут создаваться в 5:00 по средам и пятницам в каждом месяце (звёздочка в 4-м поле), независимо от числа (звёздочка в 3-м поле).

Обо всех тонкостях составления расписания можно прочитать в руководстве man 5 crontab.

Итоги и выводы

Рассмотренный в данной статье сценарий резервного копирования обладает скромными функциональными свойствами. Но не в этом состояла его главная задача, а в том, чтобы читатель понял, что можно делать в командной строке, и не только скопировал и выполнил предложенный командный файл, а заинтересовался расширением его функций, занялся исследованием необъятных возможностей, предоставляемых командными оболочками. И если кто-то, прочитав эту статью, попробует усовершенствовать приведённый здесь код, или напишет собственный вариант, или реализует свою независимую идею, то я сочту, что основная цель достигнута.

Ресурсы для скачивания

static.content.url=http://www.сайт/developerworks/js/artrating/

ArticleID=458335

ArticleTitle=Основы программирования в командной оболочке shell

Командные оболочки появились в самом начале развития Unix, они были необходимы, поскольку это был единственный способ взаимодействия с системой. За это время они прошли очень долгий путь развития и получили много новых функций. Не так просто оценить эволюцию командных оболочек Linux. Об этом можно писать очень долго и одной статьи точно не хватит. Мы постараемся только охватить самое основное не погружаясь очень глубоко. Давайте сначала рассмотрим что такое командная оболочка Linux и какие оболочки бывают.

Что такое командная оболочка Linux / Unix

Unix оболочка - это интерпретатор командной строки, который выполняет команды, вводимые пользователем. Мы вводим команду, она интерпретируется, выполняется а затем мы получаем результат ее выполнения. Оболочка обеспечивает традиционный интерфейс ввода команд Unix, к которому мы привыкли. Это, как правило, черный экран и белый текст. Мы вводим команды в виде обычного текста, а также можем создавать скрипты из одной или нескольких команд.

Оболочка - это ваш интерфейс взаимодействия с системой. После входа в систему Unix, вы оказываетесь в программе, которая называется оболочка.

Thompson Shell

Если верить истории и многим-интернет источникам, то самой первой оболочкой была Thompson Shell, написанная Кеном Томсоном в Bell Labs. Всего было 6 версий и распространялась она с 1971 по 1975 год. Поддерживались такие функции, как: перенаправление ввода / вывода и простые управляющие конструкции - if, goto. Эти функции поддерживают все современные командные оболочки в линукс.

PWB Shell

Оболочка PWB - это модификация оболочки Томсона разработанная Джоном Машеу. Она была написана для увеличения удобства Shell программирования. Появились такие интересные структуры, как if-then-else-endif, switch и циклы while.

Bourne Shell

Свой подъем Unix начал с оболочкой Борна. Она была написана Стефаном Борном в Bell Labs и использовалась как оболочка по умолчанию в Unix версии 7 от 1979 года. Здесь уже было реализовано большое количество возможностей доступных в современных оболочках - дополнение имен файлов, автодополнение команд, стандартные переменные окружения и встроенные управляющие структуры. Bourne Shell называлась sh и размещалась в файловой системе Unix по адресу /bin/sh.

Во многих системах программа оболочки Борна (sh) - это символическая или жесткая ссылка на одну из ее альтернатив:

• Almquist shell (ash)
• Bourne-Again shell (bash)
• Korn shell (ksh)
• Z shell (zsh)

Пример скрипта для Bourne Shell:

!/bin/sh
echo "Hello World 1!"
echo "Hello World 2!"

Almquist shell (ash)

Almquist shell, еще известная как A Shell. Это легкая оболочка Unix первоначально написанная Кеннетом Альмквистом. Она была разработана в конце 1980х. Это модификация оболочки Борна и она заменила оригинал в BSD Unix выпущенной в 1990 году. Сейчас ее можно использовать в таких дистрибутивах, как Debian и Ubuntu в виде версии ash под названием dash (Debian Almquist shell) Также эта оболочка популярна на встраиваемых Unix дистрибутивах.

Это быстрая, компактная и совместимая со спецификациями стандарта POSTIX оболочка Unux, и может быть именно поэтому она часто используется на встраиваемых устройствах. Но ash не поддерживает истории команд. Хотя в современных версиях эта функция уже добавлена.

Bourne-Again Shell (Bash)

Написанная Браеном Фоксом в рамках проекта GNU как бесплатная и свободная замена для оболочки Борна. Bash -наиболее популярная и широко используемая из всех оболочек. Все дистрибутивы Linux поставляются по умолчанию с этой оболочкой. Она расширяет набор функций Bourne Shell. В большинстве систем Unix / Linux эта оболочка может быть найдена в файловой системе по адресу /bin/bash. Она была выпущена в 1989 году.

Благодаря такой популярности она была портирована на Windows и распространяется вместе с набором компиляторов Cygwin и MinGW. Также Bash используется в Android, для доступа к ней можно использовать различные эмуляторы терминала.

Здесь поддерживается автодополнение, перенаправление ввода / вывода, дополнение команд, переменные и управляющие структуры для принятия решения (if-then-elese if) и циклы (loop).

Bash скрипты начинаются с такой строки:

Эта командная оболочка linux также поддерживает чтение команд из файла и перенаправление вывода в файл или другую команду.

Пример кода на Bash:

!/bin/sh
if [ $days -gt 365 ]
then
echo This is over a year.
fi

Korn shell (ksh)

Написана Девидом Кроном и основана на исходниках оболочки Борна. KornShell (ksh) это оболочка, разработанная в Bell Labs еще в 1980. Она имеет обратную совместимость с Bourne Shell, а также включает многие черты оболочки С.

Есть следующие версии и модификации:

• Dtksh
• MKS Korn shell

Пример скрипта:

!/bin/ksh
print Disk space usage
du -k
exit 0

Z shell (zsh)

Пол Фальстад написал первую версию командой оболочки zsh в 1990 году. Это командная оболочка Linux, которая может быть использована как интерактивная оболочка входа в систему, очень мощный интерпретатор команд. На самом деле Zsh это расширенная оболочка Борна с большим количеством улучшений, которая включает некоторые функции из Bash, KSH и Tcsh.

Имя Zsh происходит от имени Йельского профессора Чжун Шао (Zhong Shao) так как Пол был студентом Принстонского университета.

Поддерживаются такие интересные функции:

• Автозавершение строк
• Совместная история команд для всех сеансов оболочки
• Улучшена работа с переменными и массивами
• Редактирование нескольких строк в одном буфере
• Коррекция орфографии и много другое.

C shell

Оболочка C также известна как Csh. Ее разработал Бил Джой когда был студентом Калифорнийского университета. Эта оболочка очень распространена в системах BSD Linux. Здесь есть много интересных особенностей, в том числе контрольные структуры и грамматические выражения. Эта оболочка также впервые представила большое количество интересных функций, таких как история и механизмы редактирования, псевдонимы, CDPATH, управление задачами и хеширование, перенаправление вывода, присоединение, замена переменных, выполнение в фоне и т д.

Как и другие виды командных оболочек Linux здесь поддерживаются файлы скриптов, перенаправление и управляющие структуры. Csh сейчас используется в виде tcsh во многих системах, например, MacOS X и Red Hat Linux. В Debian можно использовать оба варианта CSH и Tcsh.

Пример кода на C Shell:

!/bin/csh
if ($days > 365) then
echo This is over a year.
endif

Fish

Fish или Friendly Interactive Shell - это командная оболочка Linux нового поколения. Она разработана чтобы облегчить пользователю выполнение команд, есть подсветка синтаксиса, подсветка правильных адресов файлов, быстрый поиск по истории, веб-конфигуратор, а также особый синтаксис скриптов.

Это новая командная оболочка в Linux и ее синтаксис непохож ни на одну из современных командных оболочек, а скорее на язык программирования Python.

Пример создания функции на fish:

!/usr/bin/fish
funced su
function su
/bin/su --shell=/usr/bin/fish $argv
end
funcsave su

Более подробное сравнение командных оболочек в Linux вы можете посмотреть по ссылке .

Это все на сегодня. Надеюсь вам было интересно.

Как уже говорилось выше, для построения произвольных алгоритмов необходимо иметь операторы проверки условий. Оболочка bash поддерживает операторы выбора if … then … else и case , а также операторы организации циклов for , while , until , благодаря чему она превращается в мощный язык программирования.

5.8.1 Операторы if и test (или )

Конструкция условного оператора в слегка упрощенном виде выглядит так:

if list1 then list2 else list3 fi

где list1 , list2 и list3 — это последовательности команд, разделенные запятыми и оканчивающиеся точкой с запятой или символом новой строки. Кроме того, эти последовательности могут быть заключены в фигурные скобки: {list} .

Оператор if проверяет значение, возвращаемое командами из list1 . Если в этом списке несколько команд, то проверяется значение, возвращаемое последней командой списка. Если это значение равно 0, то будут выполняться команды из list2 ; если это значение не нулевое, будут выполнены команды из list3 . Значение, возвращаемой таким составным оператором if , совпадает со значением, выдаваемым последней командой выполняемой последовательности.

Полный формат команды if имеет вид:

if list then list [ elif list then list ] ... [ else list ] fi

(здесь квадратные скобки означают только необязательность присутствия в операторе того, что в них содержится).

В качестве выражения, которое стоит сразу после if или elif , часто используется команда test , которая может обозначаться также квадратными скобками . Команда test выполняет вычисление некоторого выражения и возвращает значение 0, если выражение истинно, и 1 в противном случае. Выражение передается программе test как аргумент. Вместо того, чтобы писать

test expression,

можно заключить выражение в квадратные скобки:

[ expression ].

Заметьте, что test и [ — это два имени одной и той же программы, а не какое-то магическое преобразование, выполняемое оболочкой bash (только синтаксис [ требует, чтобы была поставлена закрывающая скобка). Заметьте также, что вместо test в конструкции if может быть использована любая программа.

В заключение приведем пример использования оператора if :

if [ -e textmode2.htm ] ; then

ls textmode*

else

pwd

Об операторе test (или […]) надо бы поговорить особо.

5.8.2 Оператор test и условные выражения

Условные выражения, используемые в операторе test , строятся на основе проверки файловых атрибутов, сравнения строк и обычных арифметических сравнений. Сложные выражения строятся из следующих унарных или бинарных операций ("элементарных кирпичиков"):

A file

Верно, если файл с именем file существует.

B file

Верно, если file существует и является специальным файлом блочного устройства.

C file

Верно, если file существует и является специальным файлом символьного устройства.

D file

Верно, если file существует и является каталогом.

E file

Верно, если файл с именем file существует.

F file

Верно, если файл с именем file существуети является обычным файлом.

G file

Верно, если файл с именем file существуети для него установлен бит смены группы.

H file или -L file

Верно, если файл с именем file существуети является символической ссылкой.

K file

Верно, если файл с именем file существуети для него установлен "sticky"" bit.

P file

Верно, если файл с именем file существуети является именованным каналом (FIFO).

R file

Верно, если файл с именем file существуети для него установлено право на чтение

S file

Верно, если файл с именем file существуети его размер больше нуля .

T fd

Верно, если дескриптор файла fd открыт и указывает на терминал.

U file

Верно, если файл с именем file существуети для него установлен бит смены пользователя.

W file

Верно, если файл с именем file существуети для него установлено право на запись.

X file

Верно, если файл с именем file существуети является исполняемым .

O file

Верно, если файл с именем file существуети его владельцем является пользователь, на которого указывает эффективный идентификатор пользователя.

G file

Верно, если файл с именем file существуети принадлежит группе, определяемой эффективным идентификатором группы.

S file

Верно, если файл с именем file существуети является сокетом.

N file

Верно, если файл с именем file существуети изменялся с тех пор, как был последний раз прочитан.

file1 -nt file2

Верно, если файлfile1 имеет более позднее время модификации, чем file2 .

file1 -ot file2

Верно, если файлfile1 старше , чем file2 .

file1 -ef file2

Верно, если файлыfile1 и file2 имеют одинаковые номера устройств и индексных дескрипторов (inode).

O optname

Верно, если задействована опция оболочки optname . Пояснения см. на странице man bash.

Z string

Верно, если длина строки равна нулю.

N string

Верно, если длина строки не равна нулю.

string1 == string2

Верно, если строки совпадают. Вместо == может использоваться = .

string1 !== string2

Верно, если строки не совпадают.

string1 < string2

Верно, если строка string1 лексикографически предшествует строке string2 (для текущей локали).

string1 > string2

Верно, если строка string1 лексикографически стоит после строки string2 (для текущей локали).

arg1 OP arg2

Здесь OP — это одна из операций арифметического сравнения: -eq (равно), -ne (не равно), -lt (меньше чем), -le (меньше или равно), -gt (больше), -ge (больше или равно). В качестве аргументов могут использоваться положительные или отрицательные целые.

Из этих элементарных условных выражений можно строить сколь угодно сложные с помощью обычных логических операций ОТРИЦАНИЯ, И и ИЛИ:

!(expression)

Булевский оператор отрицания.

expression1 -a expression2

Булевский оператор AND (И). Верен, если верны оба выражения.

expression1 -o expression2

Булевский оператор OR (ИЛИ). Верен, если верно любое из двух выражений.

Такие же условные выражения используются и в операторах while и until , которые мы рассмотрим чуть ниже.

5.8.3 Оператор case

Формат оператора case таков:

case word in [ [(] pattern [ | pattern ] ...) list ;; ] ... esac

Команда case вначале производит раскрытие слова word , и пытается сопоставить результат с каждым из образцов pattern поочередно. После нахождения первого совпадения дальнейшие проверки не производятся, выполняется список команд, стоящий после того образца, с которым обнаружено совпадение. Значение, возвращаемое оператором, равно 0, если совпадений с образцами не обнаружено. В противном случае возвращается значение, выдаваемое последней командой из соответствующего списка.

Следующий пример использования оператора case заимствован из системного скрипта /etc/rc.d/rc.sysinit.

case "$UTC" in

yes|true)

CLOCKFLAGS="$CLOCKFLAGS -u";

CLOCKDEF="$CLOCKDEF (utc)";

no|false)

CLOCKFLAGS="$CLOCKFLAGS --localtime";

CLOCKDEF="$CLOCKDEF (localtime)";

esac

Если переменная принимает значение yes или true, то будет выполнена первая пара команд, а если ее значение равно no или false - вторая пара.

5.8.4 Оператор select

Оператор select позволяет организовать интерактивное взаимодействие с пользователем. Он имеет следующий формат:

select name [ in word; ] do list ; done

Вначале из шаблона word формируется список слов, соответствующих шаблону. Этот набор слов выводится в стандартный поток ошибок, причем каждое слово сопровождается порядковым номером. Если шаблон word пропущен, таким же образом выводятся позиционные параметры. После этого выдается стандартное приглашение PS3, и оболочка ожидает ввода строки на стандартном вводе. Если введенная строка содержит число, соответствующее одному из отображенных слов, то переменной name присваивается значение, равное этому слову. Если введена пустая строка, то номера и соответствующие слова выводятся заново. Если введено любое другое значение, переменной name присваивается нулевое значение. Введенная пользователем строка запоминается в переменой REPLY . Список команд list выполняется с выбранным значением переменной name .

Вот небольшой скрипт:

#!/bin/sh

echo "Какую ОС Вы предпочитаете?"

select var in "Linux" "Gnu Hurd" "Free BSD" "Other"; do

break

done

echo "Вы бы выбрали $var"

Какую ОС Вы предпочитаете?
1) Linux
2) Gnu Hurd
3) Free BSD
4) Other
#?

Нажмите любую из 4 предложенных цифр (1,2,3,4). Если вы, например, введете 1, то увидите собщение:

“Вы бы выбрали Linux”

5.8.5 Оператор for

Оператор for работает немного не так, как в обычных языках программирования. Вместо того, чтобы организовывать увеличение или уменьшение на единицу значения некоторой переменной при каждом проходе цикла, он при каждом проходе цикла присваивает переменной очередное значение из заданного списка слов. В целом конструкция выглядит примерно так:

for name in words do list done.

Правила построения списков команд (list ) такие же, как и в операторе if .

Пример. Следующий скрипт создает файлы foo_1, foo_2 и foo_3:

for a in 1 2 3 ; do

touch foo_$a

done

В общем случае оператор for имеет формат:

for name [ in word; ] do list ; done

Вначале производится раскрытие слова word в соответствии с правилами раскрытия выражений, приведенными выше. Затем переменной name поочередно присваиваются полученные значения, и каждый раз выполняется список команд list . Если "in word " пропущено, то список команд list выполняется один раз для каждого позиционного параметра, который задан.

В Linux имеется программа seq , которая воспринимает в качестве аргументов два числа и выдает последовательность всех чисел, расположенных между заданными. С помощью этой команды можно заставить for в bash работать точно так же, как аналогичный оператор работает в обычных языках программирования. Для этого достаточно записать цикл for следующим образом:

for a in $(seq 1 10) ; do

cat file_$a

done

Эта команда выводит на экран содержимое 10-ти файлов: " file_1", ..., "file_10".

5.8.6 Операторы while и until

Оператор while работает подобно if , только выполнение операторов из списка list2 циклически продолжается до тех пор, пока верно условие, и прерывается, если условие не верно. Конструкция выглядит следующим образом:

while list1 do list2 done.

while [ -d mydirectory ] ; do

ls -l mydirectory >> logfile

echo -- SEPARATOR -- >> logfile

sleep 60

done

Такая программа будет протоколировать содержание каталога "mydirectory" ежеминутно до тех пор, пока директория существует.

Оператор until аналогичен оператору while :

until list1 do list2 done.

Отличие заключается в том, что результат, возвращаемый при выполнении списка операторов list1 , берется с отрицанием: list2 выполняется в том случае, если последняя команда в списке list1 возвращает ненулевой статус выхода.

5.8.7 Функции

Синтаксис

Оболочка bash позволяет пользователю создавать собственные функции. Функции ведут себя и используются точно так же, как обычные команды оболочки, т. е. мы можем сами создавать новые команды. Функции конструируются следующим образом:

function name () { list }

Причем слово function не обязательно, name определяет имя функции, по которому к ней можно обращаться, а тело функции состоит из списка команд list , находящегося между { и }. Этот список команд выполняется каждый раз, когда имя name задано как имя вызываемой команды. Отметим, что функции могут задаваться рекурсивно, так что разрешено вызывать функцию, которую мы задаем, внутри нее самой.

Функции выполняются в контексте текущей оболочки: для интерпретации функции новый процесс не запускается (в отличие от выполнения скриптов оболочки).

Аргументы

Когда функция вызывается на выполнение, аргументы функции становятся позиционными параметрами (positional parameters) на время выполнения функции. Они именуются как $n , где n — номер аргумента, к которому мы хотим получить доступ. Нумерация аргументов начинается с 1, так что $1 — это первый аргумент. Мы можем также получить все аргументы сразу с помощью $* , и число аргументов с помощью $# . Позиционный параметр 0 не изменяется.

Если в теле функции встречается встроенная команда return , выполнение функции прерывается и управление передается команде, стоящей после вызова функции. Когда выполнение функции завершается, позиционным параметрам и специальному параметру # возвращаются те значения, которые они имели до начала выполнения функции.

Локальные переменные (local)

Если мы хотим создать локальный параметр, можно использовать ключевое слово local . Синтаксис ее задания точно такой же, как и для обычных параметров, только определению предшествует ключевое слово local: local name=value .

Вот пример задания функции, реализующей упоминавшуюся выше команду seq :

seq()

local I=$1;

while [ $2 != $I ]; do

echo -n "$I ";

I=$(($I + 1))

done;

echo $2

Обратите внимание на опцию -n оператора echo , она отменяет переход на новую строку. Хотя это и несущественно для тех целей, которые мы здесь имеем в виду, это может оказаться полезным для использования функции в других целях.

Функция вычисления факториала fact

Еще один пример:

fact()

if [ $1 = 0 ]; then

echo 1;

else

echo $(($1 * $(fact $(($1 — 1)))))

Это функция факториала, пример рекурсивной функции. Обратите внимание на арифметическое расширение и подстановку команд.

В. Костромин (kos at rus-linux dot net) - 5.8. Shell как язык программирования

В данном разделе предоставлена документация в помощь программисту на языках командных оболочек shell (sh, bash, ksh и другие)

Командный интерпретатор c-shell

0. Введение

Командный интерпретатор в среде UNIX выполняет две основные функции:

представляет интерактивный интерфейс с пользователем, т.е. выдает приглашение, и обрабатывает вводимые пользователем команды;
обрабатывает и исполняет текстовые файлы, содержащие команды интерпретатора (командные файлы);

В последнем случае, операционная система позволяет рассматривать командные файлы как разновидность исполняемых файлов. Соответственно различают два режима работы интерпретатора: интерактивный и командный.

В среде UNIX (в отличие, скажем, от DOS) имеются несколько различных командных интерпретаторов. Перечислим наиболее популярные:

/bin/sh - Bourne shell. Исторически это первая командная оболочка, разработанная для первой версии ОС UNIX. В настоящее время эта оболочка является основной в версиях UNIX System V.
/bin/csh - С-shell. Оболочка, синтаксис командного языка которой приближен к языку C. Является основной оболочкой для Берклеевской разновидности ОС UNIX.
/bin/ksh - k-shell.
/bin/rsh - Restricted shell. Представляет собой sh с ограниченными возможностями (прежде всего для защиты ОС от несанкционированных действий пользователя).

Операционная система ConvexOS является разновидностью 4.3 BSD UNIX()BSD - Berkeley Series Distribution и, следовательно, базовой командной оболочкой является csh.

1. Основные возможности

Работа с командной строкой

Набираемую пользователем строку интерпретатор воспринимает как команду (или несколько команд). Синтаксис командного интерпретатора позволяет набирать

несколько команд в одной строке, разделяя их точкой с запятой. Например

эквивалентно двум последовательно введенным командам:

Наоборот, при желании пользователь может

продолжить набор длинной команды на следующей строке, закончив текущую строку знаком \\. До завершения ввода команды вы будете получать ``вторичное приглашение"" > вместо основного (%). Например,

% tar tv Makefile star.o star.c star.dat main.o main.c

эквивалентно

% tar tv Makefile star.o \

> star.c star.dat \

Управление потоками ввода-вывода осуществляется, подобно DOS(Точнее, синтаксис перенаправления потоков ОС DOS восприняла от UNIX) с помощью символов > , > > ,

Полезный частный случай использования механизма перенаправления потоков - перенаправление в /dev/null, что позволяет избавиться от ненужных сообщений на экран. С помощью того же механизма можно создавать пустые файлы:

создаст в текущей директории пустой файл myfile.

Дополнительно C-shell позволяет группировать команды с помощью круглых скобок. В этом случае вся конструкция внутри скобок рассматривается интерпретатором как одна команда. Сие полезно, например, в таких конструкциях:

% (command1 | command2)

Если же скобки опустить, shell не сможет определить какой из команд вы хотите подать на вход файл myfile.

Следующие ``удобства"" существуют в данной реализации C-shell:

Вы можете не набирать длинную команду до конца, а попробовать после частичного набора команды (или имени файла) нажать клавишу табуляции. C-shell попытается сама дополнить недостающие символы, либо ответит писком, если выбор неоднозначен.
Если вы набрали команду, но забыли ее опции, наберите последовательность H. C-shell выдаст краткую помощь. Например,

Набирая полное имя файла пользуйтесь комбинацией клавиш ^D. Вы сможете получить листинг набираемого каталога в формате команды lf.
Командный буфер запоминает 20 последних команд. Вместо набора команды вы можете вызвать ее из буфера с помощью стрелочной клавиатуры (конечно только в том случае, если эта команда есть в буфере).

Разбор командной строки

Интерпретатор, получив командную строку, выполняет над ней ряд преобразований, а именно:

Раскрывает псевдонимы (alias)
Раскрывает метасимволы (*, ?, [, ], ~, {, })
Подставляет переменные shell
Выполняет команду, если она - встроенная команда интерпретатора, или запускает процесс, если команда внешняя.

Разберем эти действия по этапам.

Псевдонимы (alias). Встроенная команда alias позволяет определять псевдонимы команд. Пример:

% alias mycat "cat | more"

определяет mycat как псевдоним строки cat | more. Поэтому далее вы вправе пользоваться командой mycat, которая будет раскрыта интерпретатором везде, где вы ее используйте. Это - способ определения коротких имен для длинных составных команд.

Встроенная команда unalias mycat уничтожает ранее введенный псевдоним mycat.

Метасимволы. Метасимволы позволяют кратко записывать целые списки слов (главным образом - имен файлов). Shell рассматривает слово, в котором встречаются метасимволы, как шаблон для составления списка имен файлов:

* в шаблоне заменяет любую последовательность символов. Например m* раскроется в список всех файлов, начинающихся с буквы m. Существует небольшое исключение из этого правила: просто * опускает в списке те файлы, имена которых начинаются с точки.
? заменяет один символов. Например m? раскроется в список всех имен файлов, начинающихся с буквы m и состоящих точно из двух букв.
[.-.] позволяет указать интервал для подставляемого символа. Например m будет раскрыто в ma mb mc me.
{...,...} позволяет перечислить слова для подстановки. Так, например m{red,blue,green} будет раскрыто в mred mblue mgreen.

Наконец, тильда позволяет указать домашний каталог пользователя:

~name/ эквивалентно указанию полного пути в домашний каталог пользователя name (Скажем, /usr1/name/)
~/ эквивалентно указанию полного пути в ваш собственный домашний каталог.

Переменные shell. Слова, начинающиеся с символа $ командный интерпретатор воспринимает как имена переменных. Переменные делятся на переменные окружения (они будут известны всем вызванным из этой shell программам и являются в этом смысле глобальными) и простые переменные.

Встроенная команда set name=value позволяет определить простую переменную с именем name и дать ей значение value. Встретив в командной строке выражение $name интерпретатор заменит его на value. Например,

% set color=blue

выдаст на терминал строчку blue. А

% set color=blue

% echo new$color

даст newblue. Наконец, введя

% set color=blue

% echo ${color}new

получим colornew. Последний пример демонстрирует как надо использовать фигурные скобки для выделения имени переменной из слова (на echo $colornew интерпретатор бы ответил, что переменная colornew не определена.

Команда unset уничтожает ранее определенные переменные.

Чтобы определить переменную равной строке из нескольких слов, заключите ее в простые кавычки. Пример

% set color="blue or red or green"

Простые переменные могут быть массивами слов (что надо отличать от только что рассмотренного случая, когда переменная содержит строку из нескольких слов. Для объявления массива надо использовать круглые скобки:

% set colors=(blue red green)

Теперь команда echo $colors выдаст строку из трех цветов (попробуйте!). Однако вы можете также работать в отдельными элементами массива (элементы нумеруются с нулевого значения), например так:

(получим green). Количество элементов в массиве содержится в переменной $#colors.

даст на терминал цифру 3.

Возможны довольно сложные комбинации с использованием шаблонов, например:

% set files=(m*)

выдаст число файлов в текущем каталоге, начинающихся с буквы m.

Переменные окружения вызываются точно также как и простые переменные. Разница заключается в способе их определения:

Команда % setenv name value устанавливает переменную окружения с именем name. Обратите внимание на раздражающую разницу в синтаксисе: определяя переменную окружения не надо ставить знак =.

Список всех переменных окружения можно получить с помощью встроенной команды printenv.

Отменить определения переменной окружения можно с помощью unsetenv.

Наконец, для определения массива переменных окружения НЕ используются круглые скобки, а используются двоеточия в качестве разделителей элементов массива:

% setenv MANPATH /usr/man/:/usr/local/man:/usr/man/X11:~/man

Встроенные команды и переменные

Список важнейших встроенных команд C-shell с краткими пояснениями:

alias определяет псевдоним

bg переводит задачу в фоновый режим исполнения

chdir path команда перехода в каталог path.

echo выводит на стандартный вывод все свои аргументы

exec filename запускает процесс из файла filename вместо текущей shell (т.е. поверх нее). Возврат в shell невозможен.

exit заканчивает работу shell.

fg переводит фоновый процесс в синхронный.

file filename выдает информацию о том, что операционная система думает об этом файле.

goto label осуществляет безусловный переход на строку командного файла, помеченную меткой label. Не используется в интерактивном режиме.

kill pid посылает сигнал аварийного завершения процессу с номером pid, что обычно приводит к уничтожению процесса.

source filename считывает и исполняет команды из файла filename.

set, setenv установка внутренних переменных и переменных окружения.

shift var сдвигает элементы массива var влево. При этом размер массива уменьшается на единицу, а нулевой элемент массива теряется. Переменная var должна быть массивом.

time command выполняет команду command и выводит на терминал затраченное на ее выполнение время.

unset уничтожает переменную shell.

unalias уничтожает ранее определенный псевдоним команды.

@ name=expr заносит результат арифметического выражения expr в переменную name.

Список важнейших встроенных переменных C-shell с краткими пояснениями:

argv массив параметров командной строки (используется в командном режиме)

cdpath каталог, куда shell переходит, получив команду chdir без аргумента.

history размер буфера для запоминания команд.

home домашний каталог пользователя

mail местоположение в файловой системе почтового ящика пользователя.

path путь поиска внешних команд.

prompt основное приглашение shell.

prompt1 вторичное приглашение.

shell полный путь исполняемого файла текущей оболочки (/bin/csh)

Управляющие операторы и операторы цикла

Из списка встроенных команд оболочки мы сознательно исключили условные операторы и операторы цикла, которые будут рассмотрены здесь.

Условное выполнение

Синтаксис условного оператора if в C-shell таков

if (expr) command

В качестве expr может стоять либо арифметическое выражение, либо проверка атрибутов файла. Пример:

if (-f /etc/hosts) cat /etc/hosts

Рассмотрим последний случай подробнее. Возможны следующие проверки атрибутов файла:

R доступен на чтение

W доступен на запись

X доступен на исполнение

E проверка существования файла

O проверка что вы являетесь хозяином данного файла

Z файл имеет нулевой размер

F файл является обычным файлом

P файл является именованным программным каналом

D файл является директорией

Цикл while

Цикл выполняется до тех пор, пока условие истинно. Пример:

while ($#files > 0)

Цикл foreach

Это чрезвычайно полезный оператор, позволяющий организовать цикл по элементам массива слов

foreach varname (list)

Тело цикла выполняется столько раз, сколько элементов в массиве list. При этом переменная varname содержит очередное значение элемента массива. Пример

foreach color (blue red green)

echo The color is $color

foreach file (*.for)

echo Renaming $file

mv $file `basename $file .for`.f

Здесь использована стандартная команда basename, которая ``отрезает"" у слова, заданного в первом аргументе суффикс, заданный вторым аргументом и выводит получившееся слово на стандартный вывод. Об использовании обратных кавычек в языке C-shell будет рассказано несколько позже.

Многовариантный условный оператор

Синтаксис условного оператора switch в C-shell таков

case pattern1: ... breaksw case {\it pattern2} :

Оператор позволяет передавать управление в зависимости от того, удовлетворяет ли строка string какому-либо шаблону из набора pattern1, pattern2, ...(в этом случае управление передается в блок, ограниченный case ... breaksw) или нет (в этом случае управление передается на ветвь default:... endsw. В целом, оператор switch очень похож на аналогичный опреатор языка C. Такие конструкции часто используются в командных файлах для анализа ответа пользователя на заданный вопрос ().

2. Работа оболочки в командном режиме

Уже отмечалось, что csh может быть запущена в командном режиме. Более того, условные операторы и операторы цикла чаще используются именно в командных файлах. Здесь мы рассмотрим особенности такой ``командной"" работы.

Идентификация интерпретатора

Проще всего осуществить запуск оболочки в режиме исполнения некоторого файла mycommand придав этому файлу атрибут исполняемости командой chmod:

% chmod +x mycommand

Теперь достаточно ввести с клавиатуры команду mycommand и ОС автоматически запустит shell в командном режиме исполнения данного файла. В таком пути есть один подводный камень: командных интерпретаторов в системе много и синтаксис команд у них разный. Как ОС определит нужный вам? Ответ - никак. Вы должны явно указать ОС какой интерпретатор вы хотите запускать для исполнения данного командного файла. Для этого первая строчка вашего файла должна иметь следующий стандартный вид:

что и позволит ОС правильно поступить. Если же вы не задали этой информации, то ОС будет считать (по историческим причинам), что файл написан на языке Bourne shell и вы вероятнее всего получите множество сообщений о синтаксических ошибках.

Заметим еще одно полезное свойство работы оболочки в командном режиме: все строки, начинающиеся со знака # будут проигнорированы. Это позволяет вносить в текст командного файла комментарии.

Следующий факт позволяет вам работать с командной строкой средствами csh: при запуске командного файла mycommand автоматически становится определенной внутренняя переменная с именем argv, представляющая массив параметров командной строки. Например, следующий командный файл просто выводит все свои аргументы и их количество на терминал:

# This file simply outputs its arguments

# and the total number of arguments

echo Arguments: $argv

echo Number of arguments: $#argv

Явный запуск

Вы можете применить более прямой, но менее удобный способ запуска командного файла - вызвав shell с ключом -c filename. Пример:

% /bin/csh -c mycommand arg1 arg2 arg3...

где сразу же за ключом должно следовать имя запускаемого файла. Требуемые аргументы указываются после. Отметим, что при таком способе запуска файл может и не иметь атрибута исполняемости.

Кавычки

В синтаксисе shell кавычки играют важную роль. Есть три типа кавычек: простые ("), двойные (") и обратные (`).

Простые кавычки используются для выделения текста, который оболочка должна понимать буквально. Иными словами, текст внутри простых кавычек не подлежит раскрытию и интерпретации. Пример:

echo "Dollar is $good"

получим букально Dollar is $good несмотря на то, что знак доллара является метасимволом оболочки.

Двойные кавычки выделяют строку символов, которую оболочка будет считать одним словом. Пример:

set colors="green blue red"; echo $#colors

выдаст цифру 1, что означает, что переменная colors простая, а не массив. Все что находится внутри двойных кавычек подлежит интерпретации оболочкой.

Обратные кавычки позволяют представить строку, которая состоит из результата выполнения команды. Так что выражение в обратных кавычках рассматривается как команда, которую оболочка выполняет, а то, что эта команда выведет на стандартный вывод подставляется как строка на то место, где стоят эти обратные кавычки. Пример:

занесет в переменную mytty ту строку, которую выдает команда tty (а именно имя и номер текущего терминала).

• Tutorial

Зачем и для кого статья?

Изначально это была памятка для студентов, которые начинают работать с unix-подобными системами. Иными словами, статья рассчитана на тех, кто не имеет предыдущего опыта работы в unix-овой командной строке, но по тем или иным причинам хочет или должен научиться эффективно с нею взаимодействовать.

Здесь не будет пересказа манов (документации), и статья никак не отменяет и не заменяет их чтение. Вместо этого я расскажу о главных вещах (командах, приемах и принципах), которые надо осознать с самого начала работы в unix shell-е, чтобы работа происходила эффективно и приятно.

Статья касается полноценных unix-подобных окружений, с полнофункциональным шеллом (предпочтительно zsh или bash)и достаточно широким набором стандартных программ.

Что такое шелл

Shell (шелл, он же «командная строка», он же CLI, он же «консоль», он же «терминал», он же «черное окошко с белыми буковками») -- это текстовый интерфейс общения с операционной системой (ну, строго говря, это программа , которая таковой интерфейс обеспечивает, но сейчас это различие несущественно).

В целом работа через шелл выглядит так: пользователь (т.е. вы) с клавиатуры вводит команду, нажимает Enter, система выполняет команду, пишет на экран результат выполнения, и снова ожидает ввода следующей команды.

Типичный вид шелла:

Шелл - это основной способ для взаимодействия со всеми Unix-подобными серверными системами.

Где встречаются системы с командной строкой?

Где вас может поджидать unix-овый шелл, популярные варианты:

• MacOS (bash);
• удаленный доступ на сервер по работе или для личного веб-проекта;
• домашний файл-сервер с удаленным доступом;
• Ubuntu, PC-BSD на ноутбуке/десктопе - unix-подобные системы сегодня просты в установке и использовании.

Какие задачи разумно решать шеллом?

Естественные задачи, для которых шелл пригоден, полезен и незаменим:

• интерактивная работа в терминале:
  • выполнение компиляции, запуск заданий через make;
  • сравнение текстовых файлов;
  • быстрый ad-hoc анализ данных (количество уникальных ip в логе, распределение записей по часам/минутам и т.п.);
  • разовые массовые действия (прибить много процессов; если работаете с системой контроля версий - ревертнуть или зарезолвить кучу файлов);
  • диагностика происходящего в системе (семафоры, локи, процессы, дескрипторы, место на диске и т.п.);
• скриптование:
  • установочные скрипты, для выполнения которых нельзя рассчитывать на наличие других интерпретаторов - это не для новичков;
  • функции для кастомизации интерактивного шелла (влияющие на приглашение, меняющие каталог, устанавливающие переменные окружения) - тоже не совсем для новичков;
  • одноразовые скрипты типа массового перекодирования файлов;
  • makefile-ы.

Абсолютно первые шаги

Начинаем работу: войти и выйти

Убедитесь, что точно знаете, как запустить шелл и как из него выйти.

Если вы работаете за машиной, на которой установлена Ubuntu, вам надо запустить программу Terminal. По окончании работы можно просто закрыть окно.

На MacOS - тоже запустить Terminal.

Для доступа к удаленному серверу - воспользоваться ssh (если локально у вас MacOS, Ubuntu или другая unix-like система) или putty (если у вас Windows).

Кто я, где я?

Выполните следующие команды:

• hostname - выводит имя машины (сервера), на которой вы сейчас находитесь;
• whoami - выводит ваш логин (ваше имя в системе);
• tree -d / |less - псевдографическое изображение дерева каталогов на машине; выход из пролистывания - q ;
• pwd - выводит каталог, в котором вы сейчас находитесь; в командной строке вы не можете быть «просто так», вы обязательно находитесь в каком-то каталоге (=текущий каталог, рабочий каталог). Вероятно, текущий рабочий каталог выводится у вас в приглашении (prompt).
• ls - список файлов в текущем каталоге; ls /home - список файлов в указанном каталоге;

История команд (history)

Важное свойство полноценной командной строки - история команд.

Выполните несколько команд: hostname , ls , pwd , whoami . Теперь нажмите клавишу «вверх». В строке ввода появилась предыдущая команда. Клавишами «вверх» и «вниз» можно перемещаться вперед и назад по истории. Когда долистаете до hostname , нажмите Enter - команда выполнится еще раз.

Команды из истории можно не просто выполнять повторно, а еще и редактировать. Долистайте историю до команды ls , добавьте к ней ключ -l (получилось ls -l , перед минусом пробел есть, а после - нет). Нажмите Enter - выполнится модифицированная команда.

Пролистывание истории, редактирование и повторное выполнение команд - самые типичные действия при работе в командной строке, привыкайте.

Copy-paste

Командная строка очень текстоцентрична: команды - это текст, входные данные для большинства стандартных программ - текст, результат работы - чаще всего тоже текст.

Прекрасной особенностью текста является то, что его можно копировать и вставлять, это верно и для командной строки.

Попробуйте выполнить команду date +"%y-%m-%d, %A"
Вводили ли вы ее целиком руками или скопировали из статьи? Убедитесь, что вы можете ее скопировать, вставить в терминал и выполнить.

После того, как научитесь пользоваться man "ом, убедитесь, что можете скопировать и выполнить примеры команд из справки. Для проверки найдите в справке по программе date раздел EXAMPLES , скопируйте и выполните первый приведенный пример (на всякий случай: знак доллара не является частью команды, это условное изображение приглашения к вводу).

Как именно копировать текст из терминала и вставлять его в терминал - зависит от вашей системы и от ее настроек, поэтому дать универсальную инструкцию, к сожалению, не получится. На Ubuntu попробуйте так: копирование - просто выделение мышью, вставка - средняя кнопка мыши. Если не работает, или если у вас другая система - поищите в Интернете или спросите более опытных знакомых.

Ключи и опции

При исследовании истории команд вы уже столкнулись с тем, что у команды ls есть по крайней мере два варианта. Если вызвать ее просто так, она выводит простой список:

Akira@latitude-e7240: ~/shell-survival-quide> ls Makefile shell-first-steps.md shell-first-steps.pdf shell-survival-quide.md shell-survival-quide.pdf
Если же добавить ключ -l , к каждому файлу выводится подробная информация:

Akira@latitude-e7240: ~/shell-survival-quide> ls -l total 332 -rw-rw-r-- 1 akira akira 198 Feb 13 11:48 Makefile -rw-rw-r-- 1 akira akira 15107 Feb 14 22:26 shell-first-steps.md -rw-rw-r-- 1 akira akira 146226 Feb 13 11:49 shell-first-steps.pdf -rw-rw-r-- 1 akira akira 16626 Feb 13 11:45 shell-survival-quide.md -rw-rw-r-- 1 akira akira 146203 Feb 13 11:35 shell-survival-quide.pdf
Это очень типичная ситуация: если к вызову команды добавлять специальные модификаторы (ключи, опции, параметры), поведение команды меняется. Сравните: tree / и tree -d / , hostname и hostname -f .

Кроме того, команды могут принимать в качестве параметров имена файлов, каталогов или просто текстовые строки. Попробуйте:

Ls -ld /home ls -l /home grep root /etc/passwd

man

man - справка по командам и программам, доступным на вашей машине, а также по системным вызовам и стандартной библиотеке C.

Попробуйте: man grep , man atoi , man chdir , man man .

Пролистывание вперед и назад делается кнопками «вверх», «вниз», «PageUp», «PageDown», выход из просмотра справки - кнопкой q . Поиск определенного текста в справочной статье: нажимите / (прямой слеш), введите текст для поиска, нажимите Enter. Перемещение к следующим вхождениям - клавиша n .

Все справочные статьи делятся на категории. Самые важные:

• 1 - исполняемые программы и шелльные команды (wc , ls , pwd и т.п.);
• 2 - системные вызовы (fork , dup2 и т.п.)
• 3 - библиотечные функции (printf , scanf , cos , exec).

Указывать, из какой именно категории надо показать справку, нужно в случаях совпадений имен. Например, man 3 printf описывает функцию из стандартной библиотеки C, а man 1 printf - консольную программу с таким же именем.

Посмотреть список всех доступных на машине справочных статей можно с помощью команды man -k . (точка - тоже часть комады).

less

Когда в небольшом окне терминала надо просмотреть очень длинный текст (содержимое какого-то файла, длинный man и т.п.), используют специальные программы-«пейджеры» (от слова page/страница, то есть постраничные листатели). Самый популярный листатель - less , и именно он обеспечивает вам пролистывание, когда вы читаете man-ы.

Попробуйте и сравните поведение:

Cat /etc/bash.bashrc cat /etc/bash.bashrc |less

Можно передать файл в пролистыватель сразу в параметрах:

Less /etc/bash.bashrc

Пролистывание вверхи и вниз - кнопки «вверх», «вниз», «PageUp», «PageDown», выход - кнопка q . Поиск определенного текста: нажимите / (прямой слеш), введите текст для поиска, нажимите Enter. Перемещение к следующим вхождениям - клавиша n . (Узнаете инструкцию про man ? Ничего удивительного, для вывода справки тоже используется less .)

Права

С любым файлом или каталогом связан набор «прав»: право на чтение файла, право на запись в файл, право исполнять файл. Все пользователи делятся на три категории: владелец файла, группа владельца файла, все прочие пользователи.

Посмотреть права на файл можно с помощью ls -l . Например:

> ls -l Makefile -rw-r--r-- 1 akira students 198 Feb 13 11:48 Makefile
Этот вывод означает, что владельцу (akira) можно читать и писать файл, группе (students) - только читать, всем прочим пользователя - тоже только читать.

Если при работе вы получаете сообщение permission denied , это значит, что у вас недостаточно правна объект, с которым вы хотели работать.

Подробнее читайте в man chmod .

STDIN, STDOUT, конвейеры (пайпы)

С каждой исполняющейся программой связаны 3 стандартных потока данных: поток входных данных STDIN , поток выходных данных STDOUT , поток для вывода ошибок STDERR .

Запустите программу wc , введите текст Good day today , нажмите Enter, введтие текст good day , нажмите Enter, нажмите Ctrl+d. Программа wc покажет статистику по количеству букв, слов и строк в вашем тексте и завершится:

> wc good day today good day 2 5 24
В данном случае вы подали в STDIN программы двухстрочный текст, а в STDOUT получили три числа.

Теперь запустите команду head -n3 /etc/passwd , должно получиться примерно так:

> head -n3 /etc/passwd root:x:0:0:root:/root:/bin/bash daemon:x:1:1:daemon:/usr/sbin:/usr/sbin/nologin bin:x:2:2:bin:/bin:/usr/sbin/nologin
В этом случае программа head ничего не читала из STDIN , а в STDOUT написала три строки.

Можно представить себе так: программа - это труба, в которую втекает STDIN , а вытекает STDOUT .

Важнейшее свойство юниксовой командной строки состоит в том, что программы-«трубы» можно соединять между собой: выход (STDOUT) одной программы передавать в качестве входных данных (STDIN) другой программе.

Такая конструкция из соединенных программ называется по-английски pipe (труба), по-русски - конвейер или пайп.

Объединение программ в конвейер делается символом | (вертикальная черта)

Выполните команду head -n3 /etc/passwd |wc , получится примерно следующее:

> head -n3 /etc/passwd |wc 3 3 117
Произошло вот что: программа head выдала в STDOUT три строки текста, которые сразу же попали на вход программе wc , которая в свою очередь подсчитала количество символов, слов и строк в полученном тексте.

В конвейер можно объединять сколько угодно программ. Например, можно добавить к предыдущему конвейеру еще одну программу wc , которая подсчитает, сколько слов и букв было в выводе первой wc:

> head -n3 /etc/passwd |wc |wc 1 3 24

Составление конвейеров (пайпов) - очень частое дело при работе в командной строке. Пример того, как это делается на практике, читайте в разделе «Составление конвейера-однострочника».

Перенаправление ввода-вывода

Вывод (STDOUT) програмы можно не только передать другой программе по конвейеру, но и просто записать в файл. Такое перенаправление делается с помощью > (знак «больше»):

Date > /tmp/today.txt
В результате выполнения этой команды на диске появится файл /tmp/today.txt . Посмотрите его содержимое с помощью cat /tmp/today.txt

Если файл с таким именем уже существовал, его старое содержимое будет уничтожено. Если файл не существовал, он будет создан. Каталог, в котором создается файл, должен существовать до выполнения команды.

Если надо не перезаписать файл, а добавить вывод в его конец, используйте >> :

Date >> /tmp/today.txt
Проверьте, что теперь записано в файле.

Кроме того, программе можно вместо STDIN передать любой файл. Попробуйте:

Wc

Что делать, когда что-то непонятно

Если вы сталкиваетесь с поведением системы, которое не понимаете, или хотите добиться определенного результата, но не знаете, как именно, советую действовать в следующем порядке (кстати, это относится не только к шеллам):

• насколько возможно четко сформулируйте вопрос или задачу - нет ничего сложнее, чем решать «то, не знаю что»;
• вспомните, сталкивались ли вы уже с такой же или подобной проблемой - в этом случае стоит попробовать решение, которое сработало в прошлый раз;
• почитайте подходящие man-ы (если понимаете, какие man-ы подходят в вашем случае) - возможно, вы найдете подходящие примеры использования команд, нужные опции или ссылки на другие команды;
• подумайте: нельзя ли немного поменять задачу? - возможно, чуть-чуть изменив условия, вы получите задачу, которую уже умеете решать;
• задайте свой четко сформулированный вопрос в поисковой системе - возможно, ответ найдется на Stack Overflow или других сайтах;

Если ничего из перечисленного не помогло - обратитесь за советом к преподавателю, опытному коллеге или товарищу. И не бойтесь задавать «глупые» вопросы - не стыдно не знать, стыдно не спрашивать.

Если вы разобрались со сложной проблемой (самостоятельно, с помощью Интернета или других людей) -- запишите свое решение на случай, если такая же проблема снова возникнет у вас или ваших товарищей. Записывать можно в простой текстовый файл, в Evernote, публиковать в соц.сетях.

Методы работы

Скопировать-и-вставить - из man-ов, из статей на StackOverflow и т.п.Командная строка состоит из текста, пользуйтесь этим: копируйте и используйте примеры команд,записывайте удачные находки на память, публикуйте их в твиттерах и блогах.

Вытащить из истории предыдущую команду, добавить в конвейер еще одну команду, запустить, повторить .См. также раздел «Составление конвейера-однострочника».

Базовые команды

• переход в другой каталог: cd ;
• просмотр содержимого файлов: саt , less , head , tail ;
• манипуляции с файлами: cp , mv , rm ;
• просмотр содержимого каталогов: ls , ls -l , ls -lS ;
• структура каталогов: tree , tree -d (можно передать в качестве параметра каталог);
• поиск файлов: find . -name ... ;

Аналитика

• wc , wc -l ;
• sort -k - сортировка по указанному полю;
• sort -n - числовая соритровка;
• diff - сравнение файлов;
• grep , grep -v , grep -w , grep "\" , grep -E - поиск текста;
• uniq , uniq -c - уникализация строк;
• awk - в варианте awk "{print $1}" , чтобы оставить только первое поле из каждой строки, $1 можно менять на $2 , $3 и т.д.;

Диагностика системы

• ps axuww - информация о процессах (запущенных программах), работающих на машине;
• top - интерактивный просмотр самых ресурсоемких процессов;
• df - занятое и свободное место на диске;
• du - суммарный размер файлов в каталоге (рекурсивно с подкаталогами);
• strace , ktrace - какие системные вызовы выполняет процесс;
• lsof - какие файлы использует процесс;
• netstat -na , netstat -nap - какие порты и сокеты открыты в системе.

Некоторых программ у вас может не быть, их надо установить дополнительно. Кроме того, некоторые опции этих программ доступны только привилегированным пользователям (root "у).

Массовое и полуавтоматическое выполнение

На первых порах пропускайте этот раздел, эти команды и конструкции понадобятся вам тогда, когда доберетесь до несложного шелльного скриптинга.

• test - проврека условий;
• while read - цикл по строчкам STDIN ;
• xargs - подстановка строк из STDIN в параметры указанной программе;
• seq - генерация последовательностей натуральных чисел;
• () - объединить вывод нескольких команд;
• ; - выполнить одно за другим;
• && - выполнить при условии успешного завершения первой команды;
• || - выполнить при условии неудачного завершения первой команды;
• tee - продублировать вывод программы в STDOUT и в файл на диске.

Разное

• date - текущая дата;
• curl - скачивает документ по указаному url и пишет результат на STDOUT ;
• touch - обновить дату модификации файла;
• kill - послать процессу сигнал;
• true - ничего не делает, возвращает истину, полезна для организации вечных циклов;
• sudo - выполнить команду от имени root "а.

Составление конвейера-однострочника

Давайте рассмотрим пример реальной задачи: требуется прибить все процессы task-6-server , запущенные от имени текущего пользователя.

Шаг 1.
Понять, какая программа выдает примерно нужные данные, хотя бы и не в чистом виде. Для нашей задачи стоит получить список всех процессов в системе: ps axuww . Запустить.

Шаг 2.
Посмотреть на полученные данные глазами, придумать фильтр, который выкинет часть ненужных данных. Часто это grep или grep -v . Клавишей «Вверх» вытащить из истории предыдущую команду, приписать к ней придуманный фильтр, запустить.

Ps axuww |grep `whoami`
- только процессы текущего пользователя.

Шаг 3.
Повторять пункт 2, пока не получатся чистые нужные данные.

"
- все процессы с нужным именем (плюс, может быть, лишние вроде vim task-6-server.c и т.п.),

Ps axuww |grep `whoami` | grep "\" | grep -v vim ps axuww |grep `whoami` | grep "\" | grep -v vim |grep -v less
- только процессы с нужным именем

Ps axuww |grep `whoami` | grep "\" | grep -v vim |grep -v less |awk "{print $2}"

Pid-ы нужных процессов, п. 3 выполнен

Шаг 4.
Применить подходящий финальный обработчик. Клавишей «Вверх» вытаскиваем из истории предыдущую команду и добавляем обработку, которая завершит решение задачи:

• |wc -l чтобы посчитать количество процессов;
• >pids чтобы записать pid-ы в файл;
• |xargs kill -9 убить процессы.

Задания для тренировки

Хотите попрактиковаться в новых умениях? Попробуйте выполнить следующие задания:

• получите список всех файлов и каталогов в вашем домашнем каталоге;
• получите список всех man -статей из категории 2 (системные вызовы);
• посчитайте, сколько раз в man-е по программе grep встречается слово grep;
• посчитайте, сколько процессов запущено в данный момент от имени пользователя root ;
• найдите, какая команда встречается в максимальном количестве категорий справки (man);
• подсчитайте, сколько раз встречается слово var на странице ya.ru .

Подсказка: вам понадобится find , grep -o , awk "{print $1}" , регулярные выражения в grep , curl -s .

Что изучать дальше?

Если командная строка начинает вам нравиться, не останавливайтесь, продолжайте совершенствовать свои навыки.

Вот некоторые программы, которые определенно вам пригодятся, если вы будете жить в командной строке:

• find со сложными опциями
• apropos
• locate
• telnet
• netcat
• tcpdump
• rsync
• screen
• zgrep , zless
• visudo
• crontab -e
• sendmail

Кроме того, со временем стоит освоить какой-нибудь скриптовый язык,например, perl или python , или даже их оба.

Кому это надо?

А стоит ли вообще изучать сегодня командную строку и шелльный скриптинг? Определенно стоит. Приведу только несколько примеров из требований Facebook к кандидатам, которые хотят поступить на работу в FB.