1. Основные понятия языка shell
1.1. Ввод-вывод
Три направления ввода-вывода являются выделенными - стандартный ввод, стандартный вывод и стандартный протокол. Как правило, команды берут исходные данные из стандартного ввода и помещают результаты в стандартный вывод.
Стандартные ввод, вывод и протокол можно переназначить. Обозначение
< <имя файла>
служит для переназначения стандартного ввода (дескриптор файла 0),
> <имя файла>
для стандартного вывода (дескриптор файла 1);
<< <строка>
ввод происходит со стандартного ввода, пока не встретится указанная <строка> или конец файла,
>> <имя файла>
для стандартного вывода; если файл существует, то выводимая информация добавляется к конец этого файла,
<& <цифра>
в качестве стандартного ввода об(r)является файл, ассоциированный с дескриптором <цифра>; аналогично для стандартного вывода
>& <цифра>
<&- и >&-
закрывают соответственно стандартный ввод и вывод.
Если любой из этих конструкций предшествует цифра, то с указанным файлом будет ассоциирован дескриптор, равный указанной цифре, вместо 0 и 1 по умолчанию. Например,
2 > <имя файла>
для стандартного протокола используется дескриптор 2, а
2 >& 1
ассоциирует дескриптор 2 с файлом, ассоциированным с дескриптором 1.
... 2>protocol
переназначает стандартный протокол (дескриптор 2) в файл по имени protocol.
Чтобы переназначить стандартный протокол туда же, куда уже назначен стандартный вывод, следует употребить конструкцию
... 2>&1
Важен порядок переназначения: shell производит переназначение слева направо по указанному списку. Так,
1 > xxx 2 >& 1
сначала ассоциирует дескриптор 1 с файлом xxx, а затем дескриптор 2 с 1, т.е. тоже с xxx. А
2 >& 1 1 > xxx
ассоциирует дескриптор 2 с терминалом, а 1 - с файлом xxx.
Можно переназначить системный ввод на текущий файл:
isql - - <
1.2. Синхронное и асинхронное выполнение команд
Обычно shell ждет завершения выполнения команды. Однако имеется возможность запустить задачу в асинхронном режиме, т.е. без ожидания ее завершения. Для этого после команды (после всех ее аргументов и указаний о переназначении ввода-вывода) надо поставить знак &. При этом по умолчанию стандартный ввод команды назначается на пустой файл /dev/null.
Пример: создать файл primer можно по команде
echo > primer
Еще пример: запустить программу prog в асинхронном режиме, чтобы не надо было дожидаться его завершения, засечь время выполнения, результаты программы направить в файл prog.res, данные о времени выполнения - в файл prog.tim.
time prog > prog.res 2> prog.tim &
1.3. Конвейер
Конвейер - последовательность команд, разделенных знаком |. Если после конвейера стоит ; shell ждет его завершения. Если & - то не ждет. Роль ; может играть конец строки. Смысл конвейера в том, что стандартный вывод одной команды замыкается на стандартный ввод другой. Пример конвейера - подсчитать число об(r)ектных файлов в текущем каталоге.
ls *.o | wc -l
1.4. Метасимволы, генерация имен файлов
Метасимволы - символы, имеющие специальное значение для интерпретатора :
? * ; & ( ) | ^ < > <пробел> <табуляция> <возврат_каретки>
Однако каждый из этих символов может представлять самого себя, если перед ним стоит \. Все символы, заключенные между кавычками ' и ', представляют самих себя. Между двойными кавычками (") выполняются подстановки команд (см п. 2.2) и параметров (см. п. 2.3), а символы \, `," и $ могут экранироваться предшествующим символом \.
После всех подстановок в каждом слове команды ищутся символы *,?, и [. Если находится хотя бы один из них, то это слово рассматривается как шаблон имен файлов и заменяется именами файлов, удовлетворяющих данному шаблону (в алфавитном порядке). Если ни одно имя файла не удовлетворяет шаблону, то он остается неизменным. Значения указанных символов:
| * | любая строка, включая и пустую |
| ? | один любой символ |
| [...] | любой из указанных между ними символов. Пара символов, разделенных знаком -, означает любой символ, который находится между ними, включая и их самих. Если первым символом после "[" идет "!", то указанные символы не должны входить в имя файла |
2. Синтаксис языка shell
2.1. Комментарии
Строки, начинающиеся с #, трактуются как комментарии.
2.2. Подстановка результатов выполнения команд
Выражения можно заключать в обратные кавычки (`). Такие выражения вычисляются в месте использования. Они могут быть, например, частью строк. Пример. Пусть параметром макрокоманды является имя файла с расширением .for. Требуется удалить одноименный файл с расширением .err.
name=`ena -n $1`
rm -f ${name}.err
Значение, полученное в результате выполнения команды
ena -n $1
присваивается переменной name. Фигурные скобки использованы для выделения аргумента операции перехода от имени к значению. Без них .err приклеилась бы к имени.
2.3. Переменные и подстановка их значений
Все переменные в языке shell - текстовые. Их имена должны начинаться с буквы и состоять из латинских букв, цифр и знака подчеркивания (_). Чтобы воспользоваться значением переменной, надо перед ней поставить символ $. Использование значения переменной называется подстановкой.
Различается два класса переменных: позиционные и с именем. Позиционные переменные - это аргументы командных файлов, их именами служат цифры: $0 - имя команды, $1 - первый аргумент и т.д. Значения позиционным переменным могут быть присвоены и командой set (см. Специальные команды). Пример. После вызова программы на shellе, хранящейся в файле ficofl:
ficofl -d / \*.for
значением $0 будет ficofl, $1 - -d, $2 - /, $3 - *.for, значения остальных позиционных переменных будут пустыми строками. Заметим, что если бы символ * при вызове ficofl не был экранирован, в качестве аргументов передались бы имена всех фортранных файлов текущей директории.
Еще две переменные хранят командную строку за исключением имени команды: $@ эквивалентно $1 $2 ..., а $* - "$1 $2 ...". Начальные значения переменным с именем могут быть установлены следующим образом:
<имя>=<значение> [ <имя>=<значение> ] ...
Не может быть одновременно функции (см. Управляющие конструкции) и переменной с одинаковыми именами. Для подстановки значений переменных возможны также следующие конструкции:
${<переменная>}
если значение <переменной> определено, то оно подставляется. Скобки применяются лишь если за <переменной> следует символ, который без скобок приклеится к имени.
${<переменная>:-<слово>}
если <переменная> определена и не является пустой строкой, то подставляется ее значение; иначе подставляется <слово>.
${<переменная>:=<слово>}
если <переменная> не определена или является пустой строкой, ей присваивается значение <слово>; после этого подставляется ее значение.
${<переменная>:?<слово>}
если <переменная> определена и не является пустой строкой, то подставляется ее значение; иначе на стандартный вывод выводится <слово> и выполнение shellа завершается. Если <слово> опущено, то выдается сообщение "parameter null or not set".
${<переменная>:+<слово>}
если <переменная> определена и не является пустой строкой, то подставляется <слово>; иначе подставляется пустая строка.
Пример: если переменная d не определена или является пустой строкой, то выполняется команда pwd
echo ${d:-`pwd`}
Следующие переменные автоматически устанавливаются shell'ом:
| # | количество позиционных параметров (десятичное) |
| - | флаги, указанные при запуске shellа или командой set |
| ? | десятичное значение, возвращенное предыдущей синхронно выполненной командой |
| $ | номер текущего процесса |
| ! | номер последнего асинхронного процесса |
| @ | эквивалентно $1 $2 $3 ... |
| * | эквивалентно "$1 $2 $3 ..." |
Напомним: чтобы получить значения этих переменных, перед ними нужно поставить знак $. Пример: выдать номер текущего процесса:
echo $$
2.4. Специальные переменные
Shell'ом используются следующие специальные переменные:
| HOME | директория, в которую пользователь попадает при входе в систему или при выполнении команды cd без аргументов |
| PATH | список полных имен каталогов, в которых ищется файл при указании его неполного имени. |
| PS1 | основная строка приглашения (по умолчанию $) |
| PS2 | дополнительная строка приглашения (по умолчанию >); в интерактивном режиме перед вводом команды shell'ом выводится основная строка приглашения. Если нажата клавиша new_line, но для завершения команды требуется дальнейший ввод, то выводится дополнительная строка приглашения |
| IFS | последовательность символов, являющихся разделителями в командной строке (по умолчанию это <пробел>, <табуляция> и <возврат_каретки>) |
3. Управляющие конструкции
Простая команда - это последовательность слов, разделенная пробелами. Первое слово является именем команды, которая будет выполняться, а остальные будут переданы ей как аргументы. Имя команды передается ей как аргумент номер 0 (т.е. имя команды является значением $0). Значение, возвращаемое простой командой - это ее статус завершения, если она завершилась нормально, или (восьмеричное) 200+статус, если она завершилась аварийно.
Список - это последовательность одного или нескольких конвейеров, разделенных символами ;, &, && или || и быть может заканчивающаяся символом ; или &. Из четырех указанных операций ; и & имеют равные приоритеты, меньшие, чем у && и ||. Приоритеты последних также равны между собой. Символ ; означает, что конвейеры будут выполняться последовательно, а & - параллельно. Операция && (||) означает, что список, следующий за ней будет выполняться лишь в том случае, если код завершения предыдущего конвейера нулевой (ненулевой).